(57)【要約】【課題】  異なる３波長の光ビームを用いる光ピックアップにおいて、回折光強度比を適正にし、レーザの利用効率を高めて精度よくトラッキングエラー検出を行う。【解決手段】  異なる３波長の光ビームを出射する第１乃至第３の発光部と、基準面に対して第１の位相高さを有する第１の位相格子部３１ａと、第１の位相格子部３１ａの両側に基準面に対して第２の位相高さを有する第２の位相格子部３１ｂとを備えることにより２段の位相高さを有する回折部４ａを少なくとも一方の面に有し、第１乃至第３の発光部から出射された光ビームの光軸を一致して入射され、第１乃至第３の光ビームを３ビームに分割する回折光学素子４と、出射された光ビームを光ディスク８の信号記録面上に集光する対物レンズ７と、光ディスク８に反射された戻りの光ビームを検出する光検出器１０Ｂとを備える。【選択図】  図１
2007265575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長の光ビームを出射する第１の発光部と、
第２の波長の光ビームを出射する第２の発光部と、
第３の波長の光ビームを出射する第３の発光部と、
基準面に対して第１の位相高さを有する第１の位相格子部と、上記第１の位相格子部の両側に上記基準面に対して第２の位相高さを有する第２の位相格子部とを備えることにより２段の位相高さを有する回折部を少なくとも一方の面に有し、上記第１乃至第３の発光部から出射された光ビームの光軸を一致して入射され、上記第１乃至第３の波長の光ビームを３ビームに分割する回折光学素子と、
上記第１乃至第３の発光部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、
上記光ディスクで反射された戻りの光ビームを検出する光検出器とを備え、
上記回折光学素子は、上記第１乃至第３の波長の光ビームを、１次光に対する０次光の回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する光ピックアップ。
【請求項２】
上記第１の波長は、４０５ｎｍ付近であり、
上記第２の波長は、６６０ｎｍ付近であり、
上記第３の波長は、７８５ｎｍ付近であり、
上記回折部は、上記第１及び第２の波長の光ビームを３ビームに分割し、
上記回折光学素子は、さらに、他方の面に、第２の基準面に対して第３の位相高さを有する第３の位相格子部と、上記第３の位相格子部の両側に上記第２の基準面に対して第４の位相高さを有する第４の位相格子部とを備えることにより２段の位相高さを有し、上記第３の波長の光ビームを３ビームに分割する第２の回折部を有する請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
上記第１の波長は、４０５ｎｍ付近であり、
上記第２の波長は、６６０ｎｍ付近であり、
上記第３の波長は、７８５ｎｍ付近であり、
上記回折部は、上記第２及び第３の波長の光ビームを３ビームに分割し、
上記回折光学素子は、さらに、他方の面に、第２の基準面に対して第３の位相高さを有する第３の位相格子部と、上記第３の位相格子部の両側に上記第２の基準面に対して第４の位相高さを有する第４の位相格子部とを備えることにより２段の位相高さを有し、上記第１の波長の光ビームを３ビームに分割する第２の回折部を有する請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項４】
上記第１の波長は、４０５ｎｍ付近であり、
上記第２の波長は、６６０ｎｍ付近であり、
上記第３の波長は、７８５ｎｍ付近であり、
上記回折部は、上記第１及び第３の波長の光ビームを３ビームに分割し、
上記回折光学素子は、さらに、他方の面に、第２の基準面に対して第３の位相高さを有する第３の位相格子部と、上記第３の位相格子部の両側に上記第２の基準面に対して第４の位相高さを有する第４の位相格子部とを備えることにより２段の位相高さを有し、上記第２の波長の光ビームを３ビームに分割する第２の回折部を有する請求項１記載の光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の光ディスク等の情報記録媒体に対して、異なる３波長の光ビームを用いて情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、波長７８５ｎｍ程度の光ビームを用いるＣＤ（Compact Disc）、波長６６０ｎｍ程度の波長の光ビームを用いるＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の複数種類の光ディスクに対して情報信号の記録及び／又は再生を行う所謂２波長光ピックアップがある。
【０００３】
近年、これに加えて、青紫色半導体レーザによる波長４００〜４１５ｎｍ程度の光源を用いたさらに高密度記録が可能な高密度記録光ディスクが採用されている。これらの高密度記録光ディスクに対応する光ピックアップを提供するに際して、従来のＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のフォーマットの異なる光ディスクとの互換性を有したものが望まれる。
【０００４】
異なるフォーマットの光ディスク間の互換性を備える光ピックアップとしては、複数の光源部に設けられた発光部から出射される異なる波長の光ビームを各光ディスクの信号記録面に集光させる構成、又は、１つの光源部に設けられた複数の発光部から出射される異なる波長の光ビームを各光ディスクの信号記録面に集光させる構成を備えるものがあるが、いずれの場合にも、装置の小型化、軽量化のため、各波長の光学系を共通化して光学素子を共用することが必要とされる。
【０００５】
また、一般的に、光ピックアップにおいてトラッキングエラー信号を得るための手法としては、回折格子を設けることで、光源部から出射された光ビームを３ビームに分割することでトラッキングエラー信号を得る３スポット方式、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式等と、光ビームを分割することなく１ビームでトラッキングエラー信号を得る差分位相検出（ＤＰＤ）方式等とがある。
【０００６】
上述した互換性を備える光ピックアップにおいて、トラッキングエラー信号を得るために、回折格子を設け、ある波長の光ビームの３ビームを生成しようとすると、別の波長の光ビームがこの回折格子を通過する際の透過率が極端に低下してしまう等の問題が発生するおそれがあった。
【０００７】
異なる波長の光ビームに対して、トラッキングエラー信号を得るための３ビームを生成する光ピックアップとして、例えば、特開２００３−６８９１号公報に示す光ピックアップが知られている（特許文献１参照）。
【０００８】
特許文献１に示す光ピックアップは、２波長用の回折格子を備えるものである。しかし、かかる光ピックアップは、３波長互換を実現する光ピックアップに対応できるものではなく、また、十分な回折効率が得られるものではなかった。
【０００９】
さらに、上述した光ピックアップにおいて、３ビームを生成する波長の０次光と１次光との光量比である回折光強度比も所定の範囲にすること、及び、０次光、±１次光以外の高次の回折光の発生も抑えることも必要であるが、従来の光ピックアップでは対応できなかった。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−６８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、異なる３波長の光ビームを用いて複数種類の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行う光ピックアップにおいて、トラッキングエラー検出のための３ビーム分割を行う際の１次光に対する０次光の回折光強度比を適正にして、各発光部から出射される光ビームの利用効率を高めて複数種類の光ディスクに対して精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる光ピックアップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップは、第１の波長の光ビームを出射する第１の発光部と、第２の波長の光ビームを出射する第２の発光部と、第３の波長の光ビームを出射する第３の発光部と、基準面に対して第１の位相高さを有する第１の位相格子部と、上記第１の位相格子部の両側に上記基準面に対して第２の位相高さを有する第２の位相格子部とを備えることにより２段の位相高さを有する回折部を少なくとも一方の面に有し、上記第１乃至第３の発光部から出射された光ビームの光軸を一致して入射され、上記第１乃至第３の波長の光ビームを３ビームに分割する回折光学素子と、上記第１乃至第３の発光部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、上記光ディスクで反射された戻りの光ビームを検出する光検出器とを備え、上記回折光学素子は、上記第１乃至第３の波長の光ビームを、１次光に対する０次光の回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る光ピックアップは、異なる３波長の光ビームを用いて複数種類の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行う際に、回折光学素子により、トラッキングエラー検出のための３ビーム分割を行うときに適正な回折効率で３ビームを発生させることができ、各発光部から出射される光ビームの利用効率を高めて複数種類の光ディスクに対して精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明が適用された光ピックアップ１について、図面を参照して説明する。
【００１５】
本発明が適用された光ピックアップ１は、光ディスクに対して情報記録再生を行うものであり、この光ディスクを回転操作する駆動手段としてのスピンドルモータ、この光ピックアップ１を光ディスクの径方向に移動させる送りモータ等とともに光ディスク装置を構成する。そして、光ピックアップ１は、スピンドルモータによって回転操作された光ディスクに対して情報の記録再生を行う。また、光ピックアップ１及びこれを用いた光ディスク装置は、フォーマットの異なる複数種類の光ディスク８に対して異なる３波長の光ビームを用いて記録及び／又は再生を行う３規格間互換性を実現した光ピックアップ及び光ディスク装置である。
【００１６】
ここで用いられる光ディスク８は、例えば、ＣＤ(Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、情報の追記が可能とされるＣＤ−Ｒ（Recordable）及びＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、情報の書換えが可能とされるＣＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ReWritable）等の光ディスクや、さらに発光波長が短い４０５ｎｍ程度（青紫色）の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な高密度記録光ディスクや、光磁気ディスク等である。
【００１７】
特に、以下で光ピックアップ１により情報の再生又は記録を行う３種類の光ディスクとして、保護基板厚が０．１ｍｍで波長４０５ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用する高密度記録が可能な第１の光ディスクと、保護基板厚が０．６ｍｍで波長６６０ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用するＤＶＤ等の第２の光ディスクと、保護基板厚が１．２ｍｍで波長７８５ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用するＣＤ等の第３の光ディスクとを用いるものとして説明する。
【００１８】
また、一般的に、光ピックアップによるトラッキングエラー信号の生成には、３スポット方式、差動プッシュプル（ＤＰＰ（differential push-pull））方式等の３ビームに分割して検出を行う方式と、差分位相検出（ＤＰＤ（differential phase detection））方式等の１ビームで検出を行う方式とが混在しているが、本発明を適用した光ピックアップ１においては、ＤＰＰ方式を使用してトラッキングエラー信号の生成を行うものとして説明する。尚、本発明はこれに限られるものではなく、これらの検出方法を選択的に使用してトラッキングエラー信号の生成を行うように構成してもよい。
【００１９】
本発明を適用した光ピックアップ１は、図１に示すように、異なる３波長の光ビームを出射する光源部３と、光源部３から出射された光ビームを透過又は３ビームに分割する回折部を有する回折光学素子４と、回折光学素子４により分割又は透過された光ビーム及び光ディスク８からの反射光を反射又は透過するビームスプリッタ５と、コリメータレンズ６と、光源部３から出射された光ビームを光ディスク８の信号記録面に集光する３波長用の対物レンズ７と、光ディスク８から反射された各波長の光ビームの光軸を所定のフォトディテクタに導くように形成された板状光学素子９と、各波長の光ビームの共通受光素子であり信号検出用のフォトディテクタを有し光ディスクで反射された戻りの光ビームを検出する図２（ｂ）に示す光検出器１０Ｂとを備える。
【００２０】
光源部３は、波長４０５ｎｍ程度の第１の波長の光ビームを出射する第１の発光部と、波長６６０ｎｍ程度の第２の波長の光ビームを出射する第２の発光部と、波長７８５ｎｍ程度の第３の波長の光ビームを出射する第３の発光部とを有する。
【００２１】
すなわち、光源部３は、高密度記録光ディスクである第１の光ディスクに対して４０５ｎｍ帯域のレーザ光を出射するレーザダイオードと、ＤＶＤ等の第２の光ディスクに対して６６０ｎｍ帯域のレーザ光を出射するレーザダイオードと、ＣＤ等の第３の光ディスクに対して７８５ｎｍ帯域のレーザ光を出射するレーザダイオードとが１つのパッケージに内蔵された、所謂３波長半導体レーザ素子である。
【００２２】
そして、光源部３の第１乃至第３の発光部は、同方向に向けて光ビームを出射可能に配置されており、この第１乃至第３の発光部から出射されるそれぞれの光ビームは、略共通の光軸を有している。
【００２３】
尚、光ピックアップ１において、第１乃至第３の発光部は、一の光源部３に配置するように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、２以上の光源部に第１乃至第３の発光部を振り分けて配置し、これらの光源部に配置された第１乃至第３の発光部から出射されるそれぞれの光ビームを、光路合成手段としてのビームスプリッタ等の光学素子により光路が共通となるように合成し、各光ビームが共通の光軸を有するように構成してもよい。
【００２４】
回折光学素子４は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを３ビームに分割する回折部４ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【００２５】
回折光学素子４には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射され、回折光学素子４の回折部４ａは、高密度記録光ディスク等の第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを０次光及び±１次光からなる３ビームに回折して出射させ、ＤＶＤ等の第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを０次光及び±１次光からなる３ビームに回折して出射させ、ＣＤ等の第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを０次光及び±１次光からなる３ビームに回折して出射させる。また、回折光学素子４は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、１次光に対する０次光の回折光強度比（以下、０次光／１次光回折光強度比ともいう。）が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【００２６】
回折光学素子４は、回折部４ａにより、第１乃至第３の波長の光ビームの０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割することで、後述するように、この分割された３ビームによりトラッキングエラー信号を良好に検出することができるとともに、メインビームの回折効率も高く保持できるのでレーザ利用効率を高めることができる。
【００２７】
尚、ここでは、回折光学素子４の出射側の面に回折部４ａを設けるように構成したが、入射側の面、すなわち、光源部３側の面に回折部を設けるように構成してもよい。また、回折光学素子４の一方の面に回折部４ａを設けるように構成したが、これに限られるものではなく、回折光学素子の両面にそれぞれ回折部を設けるように構成してもよい。すなわち、例えば、入射側の面に設けられ、第１乃至第３の波長の光ビームのうち一又は二の光ビームを３ビームに回折する第１の回折部と、出射側の面に設けられ、第１乃至第３の波長の光ビームのうち第１の回折部で回折されなかった残りの光ビームを３ビームに回折する第２の回折部とを有するように構成してもよい。
【００２８】
具体的に、光源部３の第１の発光部から出射された波長４０５ｎｍ程度の第１の波長の光ビームは、回折光学素子４に入射すると、回折部４ａにて０次光（以下、メインビームともいう。）及び±１次光（以下、サブビームともいう。）からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第２の発光部から出射された波長６６０ｎｍ程度の第２の波長の光ビームは、第１の波長の光ビームの場合と同様に、回折光学素子４に入射すると、回折部４ａにてメインビーム及び２つのサブビームからなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第３の発光部から出射された波長７８５ｎｍ程度の第３の波長の光ビームは、第１の波長の光ビームの場合と同様に、回折光学素子４に入射すると、回折部４ａにてメインビーム及び２つのサブビームからなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【００２９】
ここで、上述した回折光学素子４を用いた場合を実施例１として、この回折光学素子４の一方の面に設けられた回折部４ａについて詳細に説明する。
【００３０】
「実施例１」（一方の面で３波長を分割する例１）
この回折部４ａは、図３に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部３１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部３１は、断面略階段状に形成され、基準面３１ｃに対して第１の位相高さＨ３１で、所定の幅Ｗ３１を有する第１の位相格子部３１ａと、この第１の位相格子部３１ａの両側に階段状に形成され基準面３１ｃに対して第２の位相高さＨ３２で、所定の幅Ｗ３２を有する第２の位相格子部３１ｂとを有する。回折部４ａは、第１及び第２の位相格子部３１ａ，３１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図３中Ｐ３は、各格子部３１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【００３１】
第１及び第２の位相格子部３１ａ、３１ｂは、第１の位相高さＨ３１が、λ1／（Ｎ１−１）の０．５１倍以上０．７７倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．３倍以上０．４６倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．２５倍以上０．３９倍以下であり、第２の位相高さＨ３２が、λ1／（Ｎ１−１）の１．７６倍以上２．０７倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の１．０５倍以上１．２４倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．８７倍以上１．０３倍以下であり、第１の位相高さＨ３１と第２の位相高さＨ３２との差ΔＨ３が、λ1／（Ｎ１−１）の１．１８倍以上１．４３倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．７０倍以上０．８５倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．５８倍以上０．７１倍以下であり、第２の位相高さＨ３２が第１の位相高さＨ３１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【００３２】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子４を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ２は、回折光学素子４を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子４を構成する材料の第３の波長λ３に対する屈折率である。
【００３３】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子４の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．４７０であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．４５６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．４５４であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ３＝１．０とし、幅Ｗ３１＝０．１２４とし、幅Ｗ３２＝０．３６８とした場合に、第１の位相高さＨ３１＝５８０ｎｍ、第２の位相高さＨ３２＝１７８０ｎｍとしている。
【００３４】
すなわち、第１の位相高さＨ３１が、０．６７×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．４０×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．３４×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ３２が、２．０６×λ１／（Ｎ１−１）、かつ１．２３×λ２／（Ｎ２−１）、かつ１．０３×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ３１と第２の位相高さＨ３２との差ΔＨ３が、１．３９×λ1／（Ｎ１−１）、かつ０．８３×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．６９×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ３２が第１の位相高さＨ３１よりも高い関係となっている。
【００３５】
このような回折部４ａを有する回折光学素子４は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、回折光学素子４の回折効率が図３に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が６０．８％、１次回折効率が４．２％で、０次／１次が１４．４となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６５．９％、１次回折効率が６．１％で、０次／１次が１０．７となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６９．９％、１次回折効率が４．５％で、０次／１次が１５．６となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な光強度が同時に得られる。
【００３６】
このように、回折光学素子４は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【００３７】
以上のような回折光学素子４を備える光ピックアップ１によれば、異なる３波長の光ビームを用いて複数種類の光ディスクに対して再生を行うときにトラッキングエラー信号を検出する際に、回折光学素子４の回折部４ａが３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して最適な回折効率で３ビームを発生させることができるので、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射される各波長の光ビームのレーザ利用効率を高めるとともに、各波長の光ビームを用いて精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる。
【００３８】
この回折光学素子４を用いたトラッキングエラー信号検出は、第１乃至第３の波長を用いた場合において、それぞれ差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われる。差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式において、回折光学素子４は、光ディスク８の信号記録面上において、メインビームのメインスポットを光ディスク８のトラック上に集光させ、サブビームの両サブスポットがメインスポットを挟んで光ディスク８の半径方向にトラックピッチの半分だけずれるように集光させる。そして、後述する光検出器１０Ｂのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光してトラッキングエラー信号を検出して、対物レンズ７をトラッキング方向に移動させる。尚、ここでは、メインスポットとサブスポットとをトラックピッチの半分だけずれるように集光させるように構成したが、メインスポットとサブスポットとを同じトラック上に集光させるように構成してもよい。
【００３９】
ここで、光検出器１０Ｂは、図２（ｂ）に示すように、第１乃至第３の波長の光ビームを受光する共通受光素子としてフォトディテクタを有し、すなわち、後述するように第２及び第３の波長のメインビームが照射される第１の受光面２４と、第２及び第３の波長のサブビームが照射される第２及び第３の受光面２５，２６と、第１の波長のメインビームが照射される第４の受光面２７と、第１の波長のサブビームが照射される第５及び第６の受光面２８，２９とを有し、第２及び第３の受光面２５，２６が第１の受光面２４を挟んで配置され、第５及び第６の受光面２８，２９が第４の受光面２７を挟んで配置されている（図２（ｂ）参照）。
【００４０】
回折光学素子４により３分割されて出射された光ビームは、ビームスプリッタ５、コリメータレンズ６及び３波長用対物レンズ７を経て光ディスク８の信号記録面に照射され、その反射光が板状光学素子９を介して光検出器１０Ｂのフォトディテクタで受光されて検出される。
【００４１】
ビームスプリッタ５は、回折光学素子４とコリメータレンズ６との光路上に配置され、光源部３に近い側にハーフミラー面５ａを有する。ビームスプリッタ５は、回折光学素子４により３分割されて出射された光ビームをハーフミラー面５ａにより光ディスク８側へ反射する。また、ビームスプリッタ５は、光ディスク８に反射された戻りの光ビームを透過させ板状光学素子９に入射させる。すなわち、ビームスプリッタ５は、戻りの光ビームの光路を、往路の光ビームの光路から分岐する光学素子である。
【００４２】
コリメータレンズ６は、ビームスプリッタ５と対物レンズ７との間に配置され、ビームスプリッタ５に反射された光ビームを平行光にする。３波長用の対物レンズ７は、第１乃至第３の波長の光ビームを光ディスク８の信号記録面にそれぞれ集光させる。
【００４３】
板状光学素子９は、ビームスプリッタ５と光検出器１０Ｂとの間に配置され、光ディスク８で反射されビームスプリッタ５を透過した戻りの第１乃至第３の波長の光ビームを、光検出器１０Ｂのフォトディテクタの受光面に入射させる回折格子からなる。この板状光学素子９は、光ディスク８で反射した第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が光検出器１０Ｂの所望のフォトディテクタの受光面上に到達するように回折又は透過させる。すなわち、板状光学素子９は、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射され上述した光学部品を経由して光ディスクで反射された戻りの第１乃至第３の波長の光ビームの微小な光路のズレを補正して光検出器１０Ｂのフォトディテクタの所望の位置に導くものである。
【００４４】
板状光学素子９により第１乃至第３の波長の光ビームが所望の位置に入射される光検出器１０Ｂのフォトディテクタは、図２（ｂ）に示すように、３波長の戻り光の共通受光素子であり、第２及び第３の波長の０次光が入射する第１の受光面２４と、第１の受光面２４を挟んで設けられ、第２及び第３の波長の３分割された±１次光が入射する第２及び第３の受光面２５，２６と、第１の波長の０次光が入射する第４の受光面２７と、第４の受光面２７を挟んで設けられ、第１の波長の３分割された±１次光が入射する第５及び第６の受光面２８，２９とを有する。第１の受光面２４及び第４の受光面２７は、それぞれ４分割された受光部Ａ３，Ｂ３，Ｃ３，Ｄ３、受光部Ａ４，Ｂ４，Ｃ４，Ｄ４が形成され、デジタル信号を生成するためのＲＦ信号やフォーカシングサーボ信号を生成するためのフォーカスエラー信号を検出する。また、第２及び第３の受光面２５，２６は、それぞれ３分割された受光部Ｅ３，Ｆ３，Ｉ３、受光部Ｇ３，Ｈ３，Ｊ３が形成され、第５及び第６の受光部２８，２９は、ぞれぞれ２分割された受光部Ｅ２，Ｆ２及び受光部Ｇ２，Ｈ２が形成され、トラッキングサーボ信号を生成するためのトラッキングエラー信号を検出する。尚、図２（ｂ）中、Ｓ１０〜Ｓ１２，Ｓ２０〜Ｓ２２，Ｓ３０〜Ｓ３２は、各受光面上の各波長の光ビームの各回折光のスポットを示すものであり、Ｓ１０は、第１の波長の０次光、Ｓ１１，Ｓ１２は、第１の波長の±１次光、Ｓ２０は、第２の波長の０次光、Ｓ２１，Ｓ２２は、第２の波長の±１次光、Ｓ３０は、第３の波長の０次光、Ｓ３１，Ｓ３２は、第３の波長の±１次光を示すものである。
【００４５】
かかる光検出器１０Ｂによってトラッキングエラー信号を検出するには、第１〜第６の受光面２４〜２９の各受光部Ａ３〜Ｊ３，Ａ４〜Ｈ４からの出力をそれぞれＳＡ３、ＳＢ３、ＳＣ３、ＳＤ３、ＳＥ３、ＳＦ３、ＳＧ３、ＳＨ３、ＳＨ３、ＳＩ３、ＳＪ３、ＳＡ４、ＳＢ４、ＳＣ４、ＳＤ４、ＳＥ４、ＳＦ４、ＳＧ４、ＳＨ４として、これを用いて、上述した差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により、トラッキングエラー信号ＴＥを得ることができる。
【００４６】
具体的には、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式のトラッキングエラー信号は、第１の波長では、次式（１）によりＴＥ１として得ることができ、第２の波長では、次式（２）によりＴＥ２として得ることができ、第３の波長では、次式（３）によりＴＥ３として得ることができる。ここで、式（１）〜式（３）において、ｋは、ＴＥ１，ＴＥ２，ＴＥ３のオフセットを取り除くように決定される値である。
ＴＥ１＝（（ＳＡ４＋ＳＢ４）−（ＳＣ４＋ＳＤ４））−ｋ×（（ＳＥ４−ＳＦ４）＋（ＳＧ４−ＳＨ４））  ・・・（１）
ＴＥ２＝（（ＳＡ３＋ＳＢ３）−（ＳＣ３＋ＳＤ３））−ｋ×（（ＳＥ３＋ＳＩ３−ＳＦ３）＋（ＳＧ３−ＳＪ３−ＳＨ３））  ・・・（２）
ＴＥ３＝（（ＳＡ３＋ＳＢ３）−（ＳＣ３＋ＳＤ３））−ｋ×（（ＳＥ３−ＳＩ３−ＳＦ３）＋（ＳＧ３＋ＳＪ３−ＳＨ３））  ・・・（３）
尚、この光検出器１０Ｂによれば、第２及び第３の波長の光ビームを同じ回折部で回折することにより、回折角度の違いからフォトディテクタ上のスポットの中心の位置が異なってしまうことに対応して、トラッキングエラー信号を正確に検出することができる。
【００４７】
以下、光ピックアップ１の動作について説明する。光ピックアップ１は、光ディスク８として第１の光ディスクが装着されたときには、光源部３の第１の発光部から第１の波長の光ビームを出射する。この第１の波長の光ビームは、回折光学素子４の回折部４ａにより、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０程度の適正な範囲で、０次光と、±１次光との３ビームとなるように回折される。このとき、高次の回折光の発生を悪影響を及ぼさない程度に低減することができる。
【００４８】
また、光ピックアップ１は、光ディスク８として第２の光ディスクが装着されたときには、光源部３の第２の発光部から第２の波長の光ビームを出射する。この第２の波長の光ビームは、回折光学素子４の回折部４ａにより、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０程度の適正な範囲で、０次光と、±１次光との３ビームとなるように回折される。このとき、高次の回折光の発生を悪影響を及ぼさない程度に低減することができる。
【００４９】
また、光ピックアップ１は、光ディスク８として第３の光ディスクが装着されたときには、光源部３の第３の発光部から第３の波長の光ビームを出射する。この第３の波長の光ビームは、回折光学素子４の回折部４ａにより、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０程度の適正な範囲で、０次光と、±１次光との３ビームとなるように回折する。このとき、高次の回折光の発生を悪影響を及ぼさない程度に低減することができる。
【００５０】
回折光学素子４より出射された第１乃至第３の波長の光ビームは、ビームスプリッタ５のハーフミラー面５ａに照射されると光ディスク８側へ立ち上げられ、コリメータレンズ６によって平行光とされる。次いで、光ビームは、対物レンズ７によって光学ディスク８の信号記録面に集光され、メインビーム及びサブビームによる光スポットが形成される。
【００５１】
このとき、０次光によるメインスポットはトラック上に形成され、±１次光によるサブスポットは、上述したように、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式を採用しているので、トラックピッチの半分だけ光ディスク８の半径方向にずれた位置に形成される。
【００５２】
光ディスク８の信号記録面で反射された戻りの光ビームは、ビームスプリッタ５を透過して板状光学素子９に入射され、第２及び第３の波長のメインビームが第１の受光面２４に集光し、又は第１の波長のメインビームが第４の受光面２７に集光し、第２及び第３の波長のサブビームが第２及び第３の受光面２５，２６に集光し、又は第１の波長のサブビームが第５及び第６の受光面２８，２９に集光するよう回折又は透過される。このとき、板状光学素子９は、第１乃至第３の波長の光ビームの光軸を所望の位置に導くように回折又は透過させる。
【００５３】
光ピックアップ１は、フォトディテクタ１０Ｂの第１〜第６の受光面２４〜２９に照射されたスポット光を検出することにより、情報信号の記録又は再生を行うＲＦ信号や、トラッキング制御を行うトラッキングエラー信号を検出する。
【００５４】
このとき、光ピックアップ１は、高いパワーが必要な０次光の光量を高く維持するとともに、３ビーム分割を行う波長の光ビームの０次光／１次光回折光強度比を適正な範囲とし、光源部３から出射されるレーザの利用効率を高め、また精度よく３ビームによるトラッキングエラー信号を検出することができる。
【００５５】
本発明が適用された光ピックアップ１は、異なる３波長の光ビームを用いて複数種類の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行う際に、回折光学素子４により、トラッキングエラー検出のための３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して適正な回折効率で３ビームを発生させることができ、各発光部から出射される光ビームのレーザ利用効率を高めて、複数種類の光ディスクに対して精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる。
【００５６】
すなわち、本発明を適用した光ピックアップは、第１の波長の光ビームを出射する第１の発光部と、第２の波長の光ビームを出射する第２の発光部と、第３の波長の光ビームを出射する第３の発光部とを有する光源部３と、基準面３１ｃに対して第１の位相高さＨ３１を有する第１の位相格子部３１ａと、この第１の位相格子部３１ａの両側に基準面３１ｃに対して第２の位相高さＨ３２を有する第２の位相格子部３１ｂとを備えることにより２段の位相高さを有する回折部４ａを一方の面に有し、第１位乃至第３の発光部から出射された光ビームの光軸を一致して入射され、第１乃至第３の波長の光ビームを３ビームに分割する回折光学素子４と、第１乃至第３の発光部から出射された光ビームを光ディスク８の信号記録面上に集光する対物レンズ７と、光ディスク８で反射された戻りの光ビームを検出する光検出器１０Ｂとを備え、回折光学素子４が第１乃至第３の波長の光ビームを、１次光に対する０次光の回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する構成により、各発光部から出射される光ビームのレーザ利用効率を高めて、複数種類の光ディスクに対して精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる。
【００５７】
また、本発明が適用された光ピックアップ１は、光ディスク８のフォーマットの種類に応じて光源部３の第１乃至第３の発光部から選択的に出射される異なる３波長の光ビームの光路を共通にするとともに、異なるフォーマットとされた光ディスクに対して適切にトラッキングエラー検出を行うことができるので、複数種類の光ディスクに対して良好な信号の読み取り及び書き込みを可能とし、レーザの利用効率を可能とし、小型化を図るとともに複数種類の光ディスクに対する互換を実現する。
【００５８】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。
【００５９】
「実施例２」（一方の面で３波長を分割する例２）
この回折光学素子４０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを３ビームに分割する回折部４０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【００６０】
回折光学素子４０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射され、回折光学素子４０の回折部４０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子４０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【００６１】
具体的に、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームは、回折光学素子４０に入射すると、回折部４０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【００６２】
この回折部４０ａは、図４に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部４１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部４１は、断面略階段状に形成され、基準面４１ｃに対して第１の位相高さＨ４１で、所定の幅Ｗ４１を有する第１の位相格子部４１ａと、この第１の位相格子部４１ａの両側に階段状に形成され基準面４１ｃに対して第２の位相高さＨ４２で、所定の幅Ｗ４２を有する第２の位相格子部４１ｂとを有する。回折部４０ａは、第１及び第２の位相格子部４１ａ，４１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図４中Ｐ４は、各格子部４１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【００６３】
第１及び第２の位相格子部４１ａ、４１ｂは、第１の位相高さＨ４１が、λ1／（Ｎ１−１）の１．２４倍以上１．４０倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．７３倍以上０．８３倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．６１倍以上０．７０倍以下であり、第２の位相高さＨ４２が、λ1／（Ｎ１−１）の１．８６倍以上２．０７倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の１．１０倍以上１．２４倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．９２倍以上１．０３倍以下であり、第１の位相高さＨ４１と第２の位相高さＨ４２との差ΔＨ４が、λ1／（Ｎ１−１）の０．５７倍以上０．７３倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．３３倍以上０．４３倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．２８倍以上０．３６倍以下であり、第２の位相高さＨ４２が第１の位相高さＨ４１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【００６４】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子４０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ２は、回折光学素子４０を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子４０を構成する材料の第３の波長λ３に対する屈折率である。
【００６５】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子４０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．４７０であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．４５６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．４５４であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ４＝１．０とし、幅Ｗ４１＝０．１２８とし、幅Ｗ４２＝０．１５６とした場合に、第１の位相高さＨ４１＝１０８０ｎｍ、第２の位相高さＨ４２＝１６２０ｎｍとしている。
【００６６】
すなわち、第１の位相高さＨ４１が、１．２５×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．７５×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．６２×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ４２が、１．８８×λ１／（Ｎ１−１）、かつ１．１２×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．９４×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ４１と第２の位相高さＨ４２との差ΔＨ４が、０．６３×λ1／（Ｎ１−１）、かつ０．３７×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．３１×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ４２が第１の位相高さＨ４１よりも高い関係となっている。
【００６７】
このような回折部４０ａを有する回折光学素子４０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、回折光学素子４０の回折効率が図４に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が６２．１％、１次回折効率が３．２％で、０次／１次が１９．５となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６２．０％、１次回折効率が３．２％で、０次／１次が１９．３となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６１．９％、１次回折効率が７．７％で、０次／１次が８．１となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な光強度が同時に得られる。
【００６８】
このように、回折光学素子４０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【００６９】
この回折光学素子４０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子４を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ｂのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（１）〜式（３）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【００７０】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。
【００７１】
「実施例３」（一方の面で３波長を分割する例３）
この回折光学素子５０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを３ビームに分割する回折部５０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【００７２】
回折光学素子５０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射され、回折光学素子５０の回折部５０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子５０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【００７３】
具体的に、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームは、回折光学素子５０に入射すると、回折部５０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【００７４】
この回折部５０ａは、図５に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部５１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部５１は、断面略階段状に形成され、基準面５１ｃに対して第１の位相高さＨ５１で、所定の幅Ｗ５１を有する第１の位相格子部５１ａと、この第１の位相格子部５１ａの両側に階段状に形成され基準面５１ｃに対して第２の位相高さＨ５２で、所定の幅Ｗ５２を有する第２の位相格子部５１ｂとを有する。回折部５０ａは、第１及び第２の位相格子部５１ａ，５１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図５中Ｐ５は、各格子部５１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【００７５】
第１及び第２の位相格子部５１ａ、５１ｂは、第１の位相高さＨ５１が、λ1／（Ｎ１−１）の０．５５倍以上１．３４倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．３３倍以上０．８０倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．２７倍以上０．６７倍以下であり、第２の位相高さＨ５２が、λ1／（Ｎ１−１）の０．６０倍以上１．５１倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．３５倍以上０．９０倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．３０倍以上０．７６倍以下であり、第１の位相高さＨ５１と第２の位相高さＨ５２との差ΔＨ５が、λ1／（Ｎ１−１）の０．０２倍以上０．３３倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．０１倍以上０．２０倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．０１倍以上０．１７倍以下であり、第２の位相高さＨ５２が第１の位相高さＨ５１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【００７６】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子５０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ２は、回折光学素子５０を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子５０を構成する材料の第３の波長λ３に対する屈折率である。
【００７７】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子５０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．４７０であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．４５６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．４５４であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ５＝１．０とし、幅Ｗ５１＝０．７５２とし、幅Ｗ５２＝０．０８４とした場合に、第１の位相高さＨ５１＝８２０ｎｍ、第２の位相高さＨ５２＝１０６０ｎｍとしている。
【００７８】
すなわち、第１の位相高さＨ５１が、０．９５×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．５７×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．４７×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ５２が、１．２３×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．７３×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．６１×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ５１と第２の位相高さＨ５２との差ΔＨ５が、０．２８×λ1／（Ｎ１−１）、かつ０．１７×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．１４×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ５２が第１の位相高さＨ５１よりも高い関係となっている。
【００７９】
このような回折部５０ａを有する回折光学素子５０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、回折光学素子５０の回折効率が図５に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が６７．４％、１次回折効率が５・８％で、０次／１次が１１．６となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６１．５％、１次回折効率が７．５％で、０次／１次が８．２となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６２．３％、１次回折効率が５．３％で、０次／１次が１１．７となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な光強度が同時に得られる。
【００８０】
このように、回折光学素子５０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【００８１】
この回折光学素子５０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子４を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ｂのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（１）〜式（３）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【００８２】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。
【００８３】
「実施例４」（一方の面で３波長を分割する例４）
この回折光学素子６０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを３ビームに分割する回折部６０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【００８４】
回折光学素子６０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射され、回折光学素子６０の回折部６０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子６０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【００８５】
具体的に、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームは、回折光学素子６０に入射すると、回折部６０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【００８６】
この回折部６０ａは、図６に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部６１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部６１は、断面略階段状に形成され、基準面６１ｃに対して第１の位相高さＨ６１で、所定の幅Ｗ６１を有する第１の位相格子部６１ａと、この第１の位相格子部６１ａの両側に階段状に形成され基準面６１ｃに対して第２の位相高さＨ６２で、所定の幅Ｗ６２を有する第２の位相格子部６１ｂとを有する。回折部６０ａは、第１及び第２の位相格子部６１ａ，６１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図６中Ｐ６は、各格子部６１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【００８７】
第１及び第２の位相格子部６１ａ、６１ｂは、第１の位相高さＨ６１が、λ1／（Ｎ１−１）の０．５８倍以上１．１７倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．３４倍以上０．７０倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．２８倍以上０．５８倍以下であり、第２の位相高さＨ６２が、λ1／（Ｎ１−１）の０．４６倍以上０．９９倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．２７倍以上０．５９倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．２３倍以上０．４９倍以下であり、第１の位相高さＨ６１と第２の位相高さＨ６２との差ΔＨ６が、λ1／（Ｎ１−１）の０．０２倍以上０．３２倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．０１倍以上０．１９倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．０１倍以上０．１６倍以下であり、第１の位相高さＨ６１が第２の位相高さＨ６２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【００８８】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子６０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ２は、回折光学素子６０を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子６０を構成する材料の第３の波長λ３に対する屈折率である。
【００８９】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子６０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．５２５であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．５０６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．５０３であるプラスチック樹脂を用いた場合に、格子ピッチＰ６＝１．０とし、幅Ｗ６１＝０．６３２とし、幅Ｗ６２＝０．１３６とした場合に、第１の位相高さＨ６１＝８６０ｎｍ、第２の位相高さＨ６２＝７２０ｎｍとしている。
【００９０】
すなわち、第１の位相高さＨ６１が、１．１１×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．６６×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．５５×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ６２が、０．９３×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．５５×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．４６×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ６１と第２の位相高さＨ６２との差ΔＨ６が、０．１８×λ1／（Ｎ１−１）、かつ０．１１×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．０９×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ６１が第２の位相高さＨ６２よりも高い関係となっている。
【００９１】
このような回折部６０ａを有する回折光学素子６０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。
すなわち、回折光学素子６０の回折効率が図６に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が７６．６％、１次回折効率が７．７％で、０次／１次が１０．０となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６３．７％、１次回折効率が３．７％で、０次／１次が１７．２となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６０．７％、１次回折効率が５．２％で、０次／１次が１１．８となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な光強度が同時に得られる。
【００９２】
このように、回折光学素子６０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【００９３】
この回折光学素子６０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子４を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ｂのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（１）〜式（３）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【００９４】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。
【００９５】
「実施例５」（一方の面で３波長を分割する例５）
この回折光学素子７０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを３ビームに分割する回折部７０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【００９６】
回折光学素子７０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射され、回折光学素子７０の回折部７０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子７０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【００９７】
具体的に、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームは、回折光学素子７０に入射すると、回折部７０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【００９８】
この回折部７０ａは、図７に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部７１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部７１は、断面略階段状に形成され、基準面７１ｃに対して第１の位相高さＨ７１で、所定の幅Ｗ７１を有する第１の位相格子部７１ａと、この第１の位相格子部７１ａの両側に階段状に形成され基準面７１ｃに対して第２の位相高さＨ７２で、所定の幅Ｗ７２を有する第２の位相格子部７１ｂとを有する。回折部７０ａは、第１及び第２の位相格子部７１ａ，７１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図７中Ｐ７は、各格子部７１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【００９９】
第１及び第２の位相格子部７１ａ、７１ｂは、第１の位相高さＨ７１が、λ1／（Ｎ１−１）の０．５９倍以上０．７６倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．３５倍以上０．４５倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．２９倍以上０．３８倍以下であり、第２の位相高さＨ７２が、λ1／（Ｎ１−１）の０．００５倍以上０．１３倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．００５倍以上０．０８倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．００５倍以上０．０７倍以下であり、第１の位相高さＨ７１と第２の位相高さＨ７２との差ΔＨ７が、λ1／（Ｎ１−１）の０．５４倍以上０．７０倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．３２倍以上０．４２倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．２６倍以上０．３５倍以下であり、第１の位相高さＨ７１が第２の位相高さＨ７２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０１００】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子７０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ２は、回折光学素子７０を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子７０を構成する材料の第３の波長λ３に対する屈折率である。
【０１０１】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子７０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．６００であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．５８０であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．５７６であるガラスモールド用硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ７＝１．０とし、幅Ｗ７１＝０．１２８とし、幅Ｗ７２＝０．３９６とした場合に、第１の位相高さＨ７１＝４８０ｎｍ、第２の位相高さＨ７２＝４０ｎｍとしている。
【０１０２】
すなわち、第１の位相高さＨ７１が、０．７１×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．４２×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．３５×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ７２が、０．０６×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．０４×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．０３×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ７１と第２の位相高さＨ７２との差ΔＨ７が、０．６５×λ1／（Ｎ１−１）、かつ０．３９×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．３２×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ７１が第２の位相高さＨ７２よりも高い関係となっている。
【０１０３】
このような回折部７０ａを有する回折光学素子７０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。
すなわち、回折光学素子７０の回折効率が図７に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が６４．５％、１次回折効率が４．２％で、０次／１次が１５．４となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６０．１％、１次回折効率が５．７％で、０次／１次が１０．６となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６７．１％、１次回折効率が４．８％で、０次／１次が１４．０となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な光強度が同時に得られる。
【０１０４】
このように、回折光学素子７０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０１０５】
この回折光学素子７０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子４を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ｂのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（１）〜式（３）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０１０６】
以上のような回折光学素子４０，５０，６０，７０を備えた光ピックアップによっても、異なる３波長の光ビームを用いて複数種類の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行う際に、この回折光学素子により、トラッキングエラー検出のための３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して適正な回折効率で３ビームを発生させることができ、各発光部から出射される光ビームのレーザ利用効率を高めて、複数種類の光ディスクに対して精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる。
【０１０７】
また、上述では、回折光学素子の一方の面に第１乃至第３の波長の光ビームを回折する回折部４ａ，４０ａ，５０ａ，６０ａ，７０ａを設けるように構成したが、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子をその一方の面に第１及び第２の波長の光ビームを回折する第１の回折部と、他方の面に第３の波長の光ビームを回折する第２の回折部とを有するように構成してもよく、例えば、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子及び光検出器以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。尚、光検出器としては、図２（ａ）に示す光検出器１０Ａを用いるものとして説明する。
【０１０８】
「実施例６」（一方の面で第１及び第２の波長を分割し、他方の面で第３の波長を分割する例１）
この回折光学素子８０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部８０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部２３０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【０１０９】
回折光学素子８０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子８０の回折部８０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子８０の回折部２３０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子８０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０１１０】
具体的に、光源部３の第１及び第２の発光部から出射された第１及び第２の波長の光ビームは、回折光学素子８０に入射すると、回折部８０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部２３０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第３の発光部から出射された第３の波長の光ビームは、回折光学素子８０に入射すると、回折部８０ａを略透過され、回折部２３０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０１１１】
回折光学素子８０の入射側の面に設けられた回折部８０ａは、図８に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部８１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部８１は、断面略階段状に形成され、基準面８１ｃに対して第１の位相高さＨ８１で、所定の幅Ｗ８１を有する第１の位相格子部８１ａと、この第１の位相格子部８１ａの両側に階段状に形成され基準面８１ｃに対して第２の位相高さＨ８２で、所定の幅Ｗ８２を有する第２の位相格子部８１ｂとを有する。回折部８０ａは、第１及び第２の位相格子部８１ａ，８１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図８中Ｐ８は、各格子部８１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０１１２】
第１及び第２の位相格子部８１ａ、８１ｂは、第１の位相高さＨ８１が、λ1／（Ｎ１−１）の０．１３倍以上０．４５倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．０７倍以上０．２７倍以下であり、第２の位相高さＨ８２が、λ1／（Ｎ１−１）の１．８５倍以上２．０７倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の１．１０倍以上１．２４倍以下であり、第１の位相高さＨ８１と第２の位相高さＨ８２との差ΔＨ８が、λ1／（Ｎ１−１）の１．５５倍以上１．９３倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．９２倍以上１．１５倍以下であり、第２の位相高さＨ８２が第１の位相高さＨ８１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０１１３】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子８０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ２は、回折光学素子８０を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率である。
【０１１４】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子８０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．４７０であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．４５６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．４５４であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ８＝１．０とし、幅Ｗ８１＝０．２４８とし、幅Ｗ８２＝０．１００とした場合に、第１の位相高さＨ８１＝１６０ｎｍ、第２の位相高さＨ８２＝１６８０ｎｍとしている。
【０１１５】
すなわち、第１の位相高さＨ８１が、０．１９×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．１１×λ２／（Ｎ２−１）であり、第２の位相高さＨ８２が、１．９５×λ１／（Ｎ１−１）、かつ１．１６×λ２／（Ｎ２−１）であり、第１の位相高さＨ８１と第２の位相高さＨ８２との差ΔＨ８が、１．７６×λ1／（Ｎ１−１）、かつ１．０５×λ２／（Ｎ２−１）であり、第２の位相高さＨ８２が第１の位相高さＨ８１よりも高い関係となっている。
【０１１６】
このような回折光学素子８０の回折部８０ａは、第１及び第２の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子８０の入射側の面に形成された回折部８０ａの回折効率が図８に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が７３．１％、１次回折効率が５．１％で、０次／１次が１４．４となり、６５８ｎｍの０次回折効率が８２．２％、１次回折効率が５．８％で、０次／１次が１４．１となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９２．５％となり、回折部８０ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍ，６５８ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０１１７】
また、回折光学素子８０の出射側の面に設けられた回折部２３０ａは、図２３に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部２３１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部２３１は、断面略階段状に形成され、基準面２３１ｃに対して第１の位相高さＨ２３１で、所定の幅Ｗ２３１を有する第１の位相格子部２３１ａと、この第１の位相格子部２３１ａの両側に階段状に形成され基準面２３１ｃに対して第２の位相高さＨ２３２で、所定の幅Ｗ２３２を有する第２の位相格子部２３１ｂとを有する。回折部２３０ａは、第１及び第２の位相格子部２３１ａ，２３１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図２３中Ｐ２３は、各格子部２３１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０１１８】
第１及び第２の位相格子部２３１ａ、２３１ｂは、第１の位相高さＨ２３１が、λ３／（Ｎ３−１）の０．５１倍以上０．６５倍以下であり、第２の位相高さＨ２３２が、λ３／（Ｎ３−１）の０．５６倍以上０．６９倍以下であり、第１の位相高さＨ２３１と第２の位相高さＨ２３２との差ΔＨ２３が、λ３／（Ｎ３−１）の０．０１倍以上０．１倍以下であり、第２の位相高さＨ２３２が第１の位相高さＨ２３１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０１１９】
尚、上述の関係において、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ３は、回折光学素子８０を構成する材料の第３の波長λ３に対する屈折率である。
【０１２０】
例えば、格子ピッチＰ２３＝１．０とし、幅Ｗ２３１＝０．７０４とし、幅Ｗ２３２＝０．１０８とした場合に、第１の位相高さＨ２３１＝９６０ｎｍ、第２の位相高さＨ２３２＝１０６０ｎｍとしている。
【０１２１】
すなわち、第１の位相高さＨ２３１が、０．５６×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ２３２が、０．６１×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ２３１と第２の位相高さＨ２３２との差ΔＨ２３が、λ３／（Ｎ３−１）の０．０６倍であり、第２の位相高さＨ２３２が第１の位相高さＨ２３１よりも高い関係となっている。
【０１２２】
このような回折光学素子８０の回折部２３０ａは、第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１及び第２の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子８０の出射側の面に形成された回折部２３０ａの回折効率が図２３に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が８６．６％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７６．４％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が７０．１％、１次回折効率が３．５％で、０次／１次が１９．９となり、回折部２３０ａは、３ビーム分割を行う波長７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍ，６５８ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０１２３】
このような回折部８０ａ及び回折部２３０ａを有する回折光学素子８０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子８０の回折部８０ａ及び回折部２３０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が６３．３％、１次回折効率が４．４％で、０次／１次が１４．４となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６２．８％、１次回折効率が４．４％で、０次／１次が１４．１となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６４．８％、１次回折効率が３．２％で、０次／１次が１９．９となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０１２４】
このように、回折光学素子８０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０１２５】
この回折光学素子８０を用いたトラッキングエラー信号検出は、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われる。差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式において、回折光学素子８０は、光ディスク８の信号記録面上において、メインビームのメインスポットを光ディスク８のトラック上に集光させ、サブビームの両サブスポットがメインスポットを挟んで光ディスク８の半径方向にトラックピッチの半分だけずれるように集光させる。そして、後述する光検出器１０Ａのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光してトラッキングエラー信号を検出して、対物レンズ７をトラッキング方向に移動させる。尚、ここでは、メインスポットとサブスポットとをトラックピッチの半分だけずれるように集光させるように構成したが、メインスポットとサブスポットとを同じトラック上に集光させるように構成してもよい。
【０１２６】
ここで、光検出器１０Ａは、図２（ａ）に示すように、第１乃至第３の波長の光ビームを受光する共通受光素子としてフォトディテクタを有し、すなわち、後述するように第２及び第３の波長のメインビームが照射される第１の受光面１４と、第２及び第３の波長のサブビームが照射される第２及び第３の受光面１５，１６と、第１の波長のメインビームが照射される第４の受光面１７と、第１の波長のサブビームが照射される第５及び第６の受光面１８，１９とを有し、第２及び第３の受光面１５，１６が第１の受光面１４を挟んで配置され、第５及び第６の受光面１８，１９が第４の受光面１７を挟んで配置されている（図２（ａ）参照）。
【０１２７】
回折光学素子８０により３分割されて出射された光ビームは、ビームスプリッタ５、コリメータレンズ６及び３波長用対物レンズ７を経て光ディスク８の信号記録面に照射され、その反射光が板状光学素子９を介して光検出器１０Ａのフォトディテクタで受光されて検出される。
【０１２８】
ここで、板状光学素子９は、ビームスプリッタ５と光検出器１０Ａとの間に配置され、光ディスク８で反射されたビームスプリッタ５を透過した戻りの第１乃至第３の波長の光ビームを光検出器１０Ａのフォトディテクタの受光面に入射させる回折格子からなる。この板状光学素子９は、光ディスク８で反射した第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が光検出器１０Ａの所望のフォトディテクタの受光面上に到達するように回折又は透過させる。すなわち、板状光学素子９は、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射され上述した光学部品を経由して光ディスクで反射された戻りの第１乃至第３の波長の光ビームの微小な光路のズレを補正して光検出器１０Ａのフォトディテクタの所望の位置に導くものである。
【０１２９】
板状光学素子９により第１乃至第３の波長の光ビームが所望の位置に入射される光検出器１０Ａのフォトディテクタは、図２（ａ）に示すように、３波長の戻り光の共通受光素子であり、第２及び第３の波長の０次光が入射する第１の受光面１４と、第１の受光面１４を挟んで設けられ、第２及び第３の波長の３分割された±１次光が入射する第２及び第３の受光面１５，１６と、第１の波長の０次光が入射する第４の受光面１７と、第４の受光面１７を挟んで設けられ、第１の波長の３分割された±１次光が入射する第５及び第６の受光面１８，１９とを有する。第１の受光面１４及び第４の受光面１７は、それぞれ４分割された受光部Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１、受光部Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２が形成され、デジタル信号を生成するためのＲＦ信号やフォーカシングサーボ信号を生成するためのフォーカスエラー信号を検出する。また、第２及び第３の受光面１５，１６並びに第５及び第６の受光面１８，１９は、それぞれ２分割された受光部Ｅ１，Ｆ１、受光部Ｇ１，Ｈ１、受光部Ｅ２，Ｆ２及び受光部Ｇ２，Ｈ２が形成され、トラッキングサーボ信号を生成するためのトラッキングエラー信号を検出する。尚、図２（ａ）中、Ｓ１０〜Ｓ１２，Ｓ２０〜Ｓ２２，Ｓ３０〜Ｓ３２は、各受光面上の各波長の光ビームの各回折光のスポットを示すものであり、Ｓ１０は、第１の波長の０次光、Ｓ１１，Ｓ１２は、第１の波長の±１次光、Ｓ２０は、第２の波長の０次光、Ｓ２１，Ｓ２２は、第２の波長の±１次光、Ｓ３０は、第３の波長の０次光、Ｓ３１，Ｓ３２は、第３の波長の±１次光を示すものである。
【０１３０】
かかる光検出器１０Ａによってトラッキングエラー信号を検出するには、第１〜第６の受光面１４〜１９の各受光部Ａ１〜Ｈ１，Ａ２〜Ｈ２からの出力をそれぞれＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１、ＳＤ１、ＳＥ１、ＳＦ１、ＳＧ１、ＳＨ１、ＳＡ２、ＳＢ２、ＳＣ２、ＳＤ２、ＳＥ２、ＳＦ２、ＳＧ２、ＳＨ２として、これを用いて、上述した差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により、トラッキングエラー信号ＴＥを得ることができる。
【０１３１】
具体的には、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式のトラッキングエラー信号は、第１の波長では、次式（４）によりＴＥ４として得ることができ、第２及び第３の波長では、次式（５）によりＴＥ５として得ることができる。ここで、式（４）及び式（５）において、ｋは、ＴＥ４，ＴＥ５のオフセットを取り除くように決定される値である。
ＴＥ４＝（（ＳＡ２＋ＳＢ２）−（ＳＣ２＋ＳＤ２））−ｋ×（（ＳＥ２−ＳＦ２）＋（ＳＧ２−ＳＨ２））  ・・・（４）
ＴＥ５＝（（ＳＡ１＋ＳＢ１）−（ＳＣ１＋ＳＤ１））−ｋ×（（ＳＥ１−ＳＦ１）＋（ＳＧ１−ＳＨ１））  ・・・（５）
尚、回折光学素子８０及び光検出器１０Ａを有する光ピックアップ１の動作については、上述した回折光学素子４及び光検出器１０Ｂを有する場合と、各戻りの光ビームが集光される受光面が異なることを除いて同様であるので詳細な説明は省略する。
【０１３２】
すなわち、光ディスク８の信号記録面で反射された戻りの光ビームは、ビームスプリッタ５を透過して板状光学素子９に入射され、第２及び第３の波長のメインビームが第１の受光面１４に集光し、又は第１の波長のメインビームが第４の受光面１７に集光し、第２及び第３の波長のサブビームが第２及び第３の受光面１５，１６に集光し、又は第１の波長のサブビームが第５及び第６の受光面１８，１９に集光するよう回折又は透過される。このとき、板状光学素子９は、第１乃至第３の波長の光ビームの光軸を所望の位置に導くように回折又は透過させる。
【０１３３】
光ピックアップ１は、フォトディテクタ１０Ａの第１〜第６の受光面１４〜１９に照射されたスポット光を検出することにより、情報信号の記録又は再生を行うＲＦ信号や、トラッキング制御を行うトラッキングエラー信号を検出する。
【０１３４】
このとき、光ピックアップ１は、高いパワーが必要な０次光の光量を高く維持するとともに、３ビーム分割を行う波長の光ビームの０次光／１次光回折光強度比を適正な範囲とし、光源部３から出射されるレーザの利用効率を高め、また精度よく３ビームによるトラッキングエラー信号を検出することができる。
【０１３５】
以上のような回折光学素子８０を備えた光ピックアップは、上述した回折光学素子４を備える場合と同様に、異なる３波長の光ビームを用いて複数種類の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行う際に、回折光学素子８０により、トラッキングエラー検出のための３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して適正な回折効率で３ビームを発生させることができ、各発光部から出射される光ビームのレーザ利用効率を高めて、複数種類の光ディスクに対して精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる。
【０１３６】
すなわち、本発明を適用した光ピックアップは、第１の波長の光ビームを出射する第１の発光部と、第２の波長の光ビームを出射する第２の発光部と、第３の波長の光ビームを出射する第３の発光部とを有する光源部３と、第１の基準面となる基準面８１ｃに対して第１の位相高さＨ８１を有する第１の位相格子部８１ａと、この第１の位相格子部８１ａの両側に基準面８１ｃに対して第２の位相高さＨ８２を有する第２の位相格子部８１ｂとを備えることにより２段の位相高さを有する第１の回折部としての回折部８０ａを一方の面に有し、さらに、第２の基準面となる基準面２３１ｃに対して第３の位相高さである位相高さＨ２３１を有する第３の位相格子部である位相格子部２３１ａと、この第３の位相格子部の両側に基準面２３１ｃに対して第４の位相高さである位相高さＨ２３２を有する第４の位相格子部である位相格子部２３１ｂとを備えることにより２段の位相高さを有する第２の回折部としての回折部２３０ａを他方の面に有し、第１乃至第３の発光部から出射された光ビームの光軸を一致して入射される回折光学素子８０と、第１乃至第３の発光部から出射された光ビームを光ディスク８の信号記録面上に集光する対物レンズ７と、光ディスク８で反射された戻りの光ビームを検出する光検出器１０Ａとを備え、回折部８０ａが、第１及び第２の波長の光ビームを３ビームに分割し、回折部２３０ａが、第３の波長の光ビームを３ビームに分割して、回折光学素子８０が第１乃至第３の波長の光ビームを、１次光に対する０次光の回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する構成により、各発光部から出射される光ビームのレーザ利用効率を高めて、複数種類の光ディスクに対して精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる。
【０１３７】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子及び光検出器以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。また、光検出器については、上述した回折光学素子８０を用いた場合と共通であり、すなわち、光検出器１０Ａを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０１３８】
「実施例７」（一方の面で第１及び第２の波長を分割し、他方の面で第３の波長を分割する例２）
この回折光学素子９０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部９０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部２４０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【０１３９】
回折光学素子９０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子９０の回折部９０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子９０の回折部２４０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子９０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０１４０】
具体的に、光源部３の第１及び第２の発光部から出射された第１及び第２の波長の光ビームは、回折光学素子９０に入射すると、回折部９０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部２４０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第３の発光部から出射された第３の波長の光ビームは、回折光学素子９０に入射すると、回折部９０ａを略透過され、回折部２４０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０１４１】
回折光学素子９０の入射側の面に設けられた回折部９０ａは、図９に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部９１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部９１は、断面略階段状に形成され、基準面９１ｃに対して第１の位相高さＨ９１で、所定の幅Ｗ９１を有する第１の位相格子部９１ａと、この第１の位相格子部９１ａの両側に階段状に形成され基準面９１ｃに対して第２の位相高さＨ９２で、所定の幅Ｗ９２を有する第２の位相格子部９１ｂとを有する。回折部９０ａは、第１及び第２の位相格子部９１ａ，９１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図９中Ｐ９は、各格子部９１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０１４２】
第１及び第２の位相格子部９１ａ、９１ｂは、第１の位相高さＨ９１が、λ1／（Ｎ１−１）の０．５３倍以上１．９１倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．３１倍以上１．１４倍以下であり、第２の位相高さＨ９２が、λ1／（Ｎ１−１）の０．５６倍以上２．０７倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．３３倍以上１．２４倍以下であり、第１の位相高さＨ９１と第２の位相高さＨ９２との差ΔＨ９が、λ1／（Ｎ１−１）の０．０２倍以上０．４５倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．０１倍以上０．２７倍以下であり、第２の位相高さＨ９２が第１の位相高さＨ９１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０１４３】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子９０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ２は、回折光学素子９０を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率である。
【０１４４】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子９０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．５２５であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．５０６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．５０３であるプラスチック樹脂を用いた場合に、格子ピッチＰ９＝１．０とし、幅Ｗ９１＝０．１２４とし、幅Ｗ９２＝０．３６８とした場合に、第１の位相高さＨ９１＝５８０ｎｍ、第２の位相高さＨ９２＝１７８０ｎｍとしている。
【０１４５】
すなわち、第１の位相高さＨ９１が、０．７５×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．４５×λ２／（Ｎ２−１）であり、第２の位相高さＨ９２が、２．３１×λ１／（Ｎ１−１）、かつ１．３７×λ２／（Ｎ２−１）であり、第１の位相高さＨ９１と第２の位相高さＨ９２との差ΔＨ９が、１．５５×λ1／（Ｎ１−１）、かつ０．９２×λ２／（Ｎ２−１）であり、第２の位相高さＨ９２が第１の位相高さＨ９１よりも高い関係となっている。
【０１４６】
このような回折光学素子９０の回折部９０ａは、第１及び第２の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子９０の入射側の面に形成された回折部９０ａの回折効率が図９に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が８２．９％、１次回折効率が４．９％で、０次／１次が１６．９となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７７．０％、１次回折効率が４．０％で、０次／１次が１９．１となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９５．０％となり、回折部９０ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍ，６５８ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０１４７】
また、回折光学素子９０の出射側の面に設けられた回折部２４０ａは、図２４に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部２４１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部２４１は、断面略階段状に形成され、基準面２４１ｃに対して第１の位相高さＨ２４１で、所定の幅Ｗ２４１を有する第１の位相格子部２４１ａと、この第１の位相格子部２４１ａの両側に階段状に形成され基準面２４１ｃに対して第２の位相高さＨ２４２で、所定の幅Ｗ２４２を有する第２の位相格子部２４１ｂとを有する。回折部２４０ａは、第１及び第２の位相格子部２４１ａ，２４１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図２４中Ｐ２４は、各格子部２４１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０１４８】
第１及び第２の位相格子部２４１ａ、２４１ｂは、第１の位相高さＨ２４１が、λ３／（Ｎ３−１）の０．５７倍以上０．６７倍以下であり、第２の位相高さＨ２４２が、λ３／（Ｎ３−１）の０．５３倍以上０．６４倍以下であり、第１の位相高さＨ２４１と第２の位相高さＨ２４２との差ΔＨ２４が、λ３／（Ｎ３−１）の０．０１倍以上０．０９倍以下であり、第１の位相高さＨ２４１が第２の位相高さＨ２４２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０１４９】
尚、上述の関係において、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ３は、回折光学素子９０を構成する材料の第３の波長λ３に対する屈折率である。
【０１５０】
例えば、格子ピッチＰ２４＝１．０とし、幅Ｗ２４１＝０．７２とし、幅Ｗ２４２＝０．０８８とした場合に、第１の位相高さＨ２４１＝９４０ｎｍ、第２の位相高さＨ２４２＝８６０ｎｍとしている。
【０１５１】
すなわち、第１の位相高さＨ２４１が、０．６０×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ２４２が、０．５５×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ２４１と第２の位相高さＨ２４２との差ΔＨ２４が、０．０５×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ２４１が第２の位相高さＨ２４２よりも高い関係となっている。
【０１５２】
このような回折光学素子９０の回折部２４０ａは、第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１及び第２の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子９０の出射側の面に形成された回折部２４０ａの回折効率が図２４に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が８２．０％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７５．１％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６４．７％、１次回折効率が３．７％で、０次／１次が１７．７となり、回折部２４０ａは、３ビーム分割を行う波長７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍ，６５８ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０１５３】
このような回折部９０ａ及び回折部２４０ａを有する回折光学素子９０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子９０の回折部９０ａ及び回折部２４０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が６８．０％、１次回折効率が４．０％で、０次／１次が１６．９となり、６５８ｎｍの０次回折効率が５７．８％、１次回折効率が３．０％で、０次／１次が１９．１となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６１．５％、１次回折効率が３．５％で、０次／１次が１７．７となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０１５４】
このように、回折光学素子９０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０１５５】
この回折光学素子９０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子８０を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ａのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（４）及び式（５）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０１５６】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子及び光検出器以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。また、光検出器については、上述した回折光学素子８０を用いた場合と共通であり、すなわち、光検出器１０Ａを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０１５７】
「実施例８」（一方の面で第１及び第２の波長を分割し、他方の面で第３の波長を分割する例３）
この回折光学素子１００は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部１００ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部２３０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。尚、出射側の面に設けられた回折部２３０ａは、上述した図２３に示す回折光学素子８０の回折部２３０ａと同様のものである。
【０１５８】
回折光学素子１００には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子１００の回折部１００ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子１００の回折部２３０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子１００は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０１５９】
具体的に、光源部３の第１及び第２の発光部から出射された第１及び第２の波長の光ビームは、回折光学素子１００に入射すると、回折部１００ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部２３０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第３の発光部から出射された第３の波長の光ビームは、回折光学素子１００に入射すると、回折部１００ａを略透過され、回折部２３０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０１６０】
回折光学素子１００の入射側の面に設けられた回折部１００ａは、図１０に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部１０１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部１０１は、断面略階段状に形成され、基準面１０１ｃに対して第１の位相高さＨ１０１で、所定の幅Ｗ１０１を有する第１の位相格子部１０１ａと、この第１の位相格子部１０１ａの両側に階段状に形成され基準面１０１ｃに対して第２の位相高さＨ１０２で、所定の幅Ｗ１０２を有する第２の位相格子部１０１ｂとを有する。回折部１００ａは、第１及び第２の位相格子部１０１ａ，１０１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図１０中Ｐ１０は、各格子部１０１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０１６１】
第１及び第２の位相格子部１０１ａ、１０１ｂは、第１の位相高さＨ１０１が、λ1／（Ｎ１−１）の０．３９倍以上２．０７倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．２３倍以上１．２４倍以下であり、第２の位相高さＨ１０２が、λ1／（Ｎ１−１）の０．０５倍以上１．９３倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．０３倍以上１．１５倍以下であり、第１の位相高さＨ１０１と第２の位相高さＨ１０２との差ΔＨ１０が、λ1／（Ｎ１−１）の０．０２倍以上０．３８倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．０１倍以上０．２３倍以下であり、第１の位相高さＨ１０１が第２の位相高さＨ１０２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０１６２】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子１００を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ２は、回折光学素子１００を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率である。
【０１６３】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子１００の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．４７０であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．４５６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．４５４であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ１０＝１．０とし、幅Ｗ１０１＝０．２５６とし、幅Ｗ１０２＝０．１１２とした場合に、第１の位相高さＨ１０１＝１６６０ｎｍ、第２の位相高さＨ１０２＝１５４０ｎｍとしている。
【０１６４】
すなわち、第１の位相高さＨ１０１が、１．９３×λ１／（Ｎ１−１）、かつ１．１５×λ２／（Ｎ２−１）であり、第２の位相高さＨ１０２が、１．７９×λ１／（Ｎ１−１）、かつ１．０７×λ２／（Ｎ２−１）であり、第１の位相高さＨ１０１と第２の位相高さＨ１０２との差ΔＨ１０が、０．１４×λ1／（Ｎ１−１）、かつ０．０８×λ２／（Ｎ２−１）であり、第１の位相高さＨ１０１が第２の位相高さＨ１０２よりも高い関係となっている。
【０１６５】
このような回折光学素子１００の回折部１００ａは、第１及び第２の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１００の入射側の面に形成された回折部１００ａの回折効率が図１０に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が７４．８％、１次回折効率が４．５％で、０次／１次が１６．６となり、６５８ｎｍの０次回折効率が８５．２％、１次回折効率が６．１％で、０次／１次が１４．１となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９３．０％となり、回折部１００ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍ，６５８ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０１６６】
また、回折光学素子１００の出射側の面に設けられた回折部２３０ａは、上述した図２３に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部２３１が複数繰り返し形成されてなる。この格子部２３１の形状は、上述したとおりである。
【０１６７】
このような回折光学素子１００の回折部２３０ａは、第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１及び第２の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１００の出射側の面に形成された回折部２３０ａの回折効率が図２３に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が８６．６％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７６．４％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が７０．１％、１次回折効率が３．５％で、０次／１次が１９．９となり、回折部２３０ａは、３ビーム分割を行う波長７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍ，６５８ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０１６８】
このような回折部１００ａ及び回折部２３０ａを有する回折光学素子１００は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子１００の回折部１００ａ及び回折部２３０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が６４．８％、１次回折効率が３．９％で、０次／１次が１６．６となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６５．１％、１次回折効率が４．７％で、０次／１次が１４．１となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６５．２％、１次回折効率が３．３％で、０次／１次が１９．９となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０１６９】
このように、回折光学素子１００は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０１７０】
この回折光学素子１００を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子８０を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ａのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（４）及び式（５）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０１７１】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子及び光検出器以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。また、光検出器については、上述した回折光学素子８０を用いた場合と共通であり、すなわち、光検出器１０Ａを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０１７２】
「実施例９」（一方の面で第１及び第２の波長を分割し、他方の面で第３の波長を分割する例４）
この回折光学素子１１０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部１１０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部２５０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【０１７３】
回折光学素子１１０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子１１０の回折部１１０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子１１０の回折部２５０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子１１０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０１７４】
具体的に、光源部３の第１及び第２の発光部から出射された第１及び第２の波長の光ビームは、回折光学素子１１０に入射すると、回折部１１０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部２５０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第３の発光部から出射された第３の波長の光ビームは、回折光学素子１１０に入射すると、回折部１１０ａを略透過され、回折部２５０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０１７５】
回折光学素子１１０の入射側の面に設けられた回折部１１０ａは、図１１に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部１１１が複数繰り返されて形成されている。各格子部１１１は、断面略階段状に形成され、基準面１１１ｃに対して第１の位相高さＨ１１１で、所定の幅Ｗ１１１を有する第１の位相格子部１１１ａと、この第１の位相格子部１１１ａの両側に階段状に形成され基準面１１１ｃに対して第２の位相高さＨ１１２で、所定の幅Ｗ１１２を有する第２の位相格子部１１１ｂとを有する。回折部１１０ａは、第１及び第２の位相格子部１１１ａ，１１１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図１１中Ｐ１１は、各格子部１１１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０１７６】
第１及び第２の位相格子部１１１ａ、１１１ｂは、第１の位相高さＨ１１１が、λ1／（Ｎ１−１）の１．８５倍以上２．０７倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の１．１０倍以上１．２４倍以下であり、第２の位相高さＨ１１２が、λ1／（Ｎ１−１）の０．００５倍以上０．３８倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．００５倍以上０．２３倍以下であり、第１の位相高さＨ１１１と第２の位相高さＨ１１２との差ΔＨ１１が、λ1／（Ｎ１−１）の１．５９倍以上１．９３倍以下、かつλ２／（Ｎ２−１）の０．９４倍以上１．１５倍以下であり、第１の位相高さＨ１１１が第２の位相高さＨ１１２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０１７７】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子１１０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ２は、回折光学素子１１０を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率である。
【０１７８】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子１１０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．６００であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．５８０であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．５７６であるガラスモールド用硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ１１＝１．０とし、幅Ｗ１１１＝０．１４８とし、幅Ｗ１１２＝０．１５２とした場合に、第１の位相高さＨ１１１＝１３２０ｎｍ、第２の位相高さＨ１１２＝１４０ｎｍとしている。
【０１７９】
すなわち、第１の位相高さＨ１１１が、１．９５×λ１／（Ｎ１−１）、かつ１．１６×λ２／（Ｎ２−１）であり、第２の位相高さＨ１１２が、０．２１×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．１２×λ２／（Ｎ２−１）であり、第１の位相高さＨ１１１と第２の位相高さＨ１１２との差ΔＨ１１が、１．７５×λ1／（Ｎ１−１）、かつ１．０４×λ２／（Ｎ２−１）であり、第１の位相高さＨ１１１が第２の位相高さＨ１１２よりも高い関係となっている。
【０１８０】
このような回折光学素子１１０の回折部１１０ａは、第１及び第２の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１１０の入射側の面に形成された回折部１１０ａの回折効率が図１１に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が６５．７％、１次回折効率が３．３％で、０次／１次が１９．８となり、６５８ｎｍの０次回折効率が８２．３％、１次回折効率が７．３％で、０次／１次が１１．３となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９０．１％となり、回折部１１０ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍ，６５８ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０１８１】
また、回折光学素子１１０の出射側の面に設けられた回折部２５０ａは、図２５に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部２５１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部２５１は、断面略階段状に形成され、基準面２５１ｃに対して第１の位相高さＨ２５１で、所定の幅Ｗ２５１を有する第１の位相格子部２５１ａと、この第１の位相格子部２５１ａの両側に階段状に形成され基準面２５１ｃに対して第２の位相高さＨ２５２で、所定の幅Ｗ２５２を有する第２の位相格子部２５１ｂとを有する。回折部２５０ａは、第１及び第２の位相格子部２５１ａ，２５１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図２５中Ｐ２５は、各格子部２５１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０１８２】
第１及び第２の位相格子部２５１ａ、２５１ｂは、第１の位相高さＨ２５１が、λ３／（Ｎ３−１）の０．５６倍以上０．６９倍以下であり、第２の位相高さＨ２５２が、λ３／（Ｎ３−１）の０．００５倍以上０．０７倍以下であり、第１の位相高さＨ２５１と第２の位相高さＨ２５２との差ΔＨ２５が、λ３／（Ｎ３−１）の０．５６倍以上０．６５倍以下であり、第１の位相高さＨ２５１が第２の位相高さＨ２５２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０１８３】
尚、上述の関係において、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ３は、回折光学素子１１０を構成する材料の第３の波長λ３に対する屈折率である。
【０１８４】
例えば、格子ピッチＰ２５＝１．０とし、幅Ｗ２５１＝０．１２とし、幅Ｗ２５２＝０．４０とした場合に、第１の位相高さＨ２５１＝９２０ｎｍ、第２の位相高さＨ２５２＝８０ｎｍとしている。
【０１８５】
すなわち、第１の位相高さＨ２５１が、０．６８×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ２５２が、０．０６×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ２５１と第２の位相高さＨ２５２との差ΔＨ２５が、０．６２×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ２５１が第２の位相高さＨ２５２よりも高い関係となっている。
【０１８６】
このような回折光学素子１１０の回折部２５０ａは、第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１及び第２の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１１０の出射側の面に形成された回折部２５０ａの回折効率が図２５に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が７５．０％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７７．２％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６３．０％、１次回折効率が４．２％で、０次／１次が１５．１となり、回折部２５０ａは、３ビーム分割を行う波長７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍ，６５８ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０１８７】
このような回折部１１０ａ及び回折部２５０ａを有する回折光学素子１１０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子１１０の回折部１１０ａ及び回折部２５０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が４９．３％、１次回折効率が２．５％で、０次／１次が１９．８となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６３．５％、１次回折効率が５．６％で、０次／１次が１１．３となり、７８３ｎｍの０次回折効率が５６．８％、１次回折効率が３．８％で、０次／１次が１５．１となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０１８８】
このように、回折光学素子１１０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０１８９】
この回折光学素子１１０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子８０を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ａのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（４）及び式（５）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０１９０】
また、上述では、回折光学素子の一方の面に第１及び第２の波長の光ビームを回折する回折部８０ａ，９０ａ，１００ａ，１１０ａを設け、他方の面に第３の波長の光ビームを回折する回折部２３０ａ，２４０ａ，２５０ａを設けるように構成したが、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子をその一方の面に第２及び第３の波長の光ビームを回折する第１の回折部と、他方の面に第１の波長の光ビームを回折する第２の回折部とを有するように構成してもよく、例えば、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。すなわち、光検出器についても、上述した回折光学素子４を用いた場合と共通で、光検出器１０Ｂを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０１９１】
「実施例１０」（一方の面で第２及び第３の波長を分割し、他方の面で第１の波長を分割する例１）
この回折光学素子１２０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部１２０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部２６０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【０１９２】
回折光学素子１２０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子１２０の回折部１２０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子１２０の回折部２６０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子１２０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０１９３】
具体的に、光源部３の第２及び第３の発光部から出射された第２及び第３の波長の光ビームは、回折光学素子１２０に入射すると、回折部１２０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部２６０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第１の発光部から出射された第１の波長の光ビームは、回折光学素子１２０に入射すると、回折部１２０ａを略透過され、回折部２６０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０１９４】
回折光学素子１２０の入射側の面に設けられた回折部１２０ａは、図１２に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部１２１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部１２１は、断面略階段状に形成され、基準面１２１ｃに対して第１の位相高さＨ１２１で、所定の幅Ｗ１２１を有する第１の位相格子部１２１ａと、この第１の位相格子部１２１ａの両側に階段状に形成され基準面１２１ｃに対して第２の位相高さＨ１２２で、所定の幅Ｗ１２２を有する第２の位相格子部１２１ｂとを有する。回折部１２０ａは、第１及び第２の位相格子部１２１ａ，１２１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図１２中Ｐ１２は、各格子部１２１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０１９５】
第１及び第２の位相格子部１２１ａ、１２１ｂは、第１の位相高さＨ１２１が、λ２／（Ｎ２−１）の０．３６倍以上０．５３倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．３０倍以上０．４４倍以下であり、第２の位相高さＨ１２２が、λ２／（Ｎ２−１）の１．０８倍以上１．２４倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．９１倍以上１．０３倍以下であり、第１の位相高さＨ１２１と第２の位相高さＨ１２２との差ΔＨ１２が、λ２／（Ｎ２−１）の０．６８倍以上０．７６倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．５７倍以上０．６４倍以下であり、第２の位相高さＨ１２２が第１の位相高さＨ１２１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０１９６】
尚、上述の関係において、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ２は、回折光学素子１２０を構成する材料の第１の波長λ２に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子１２０を構成する材料の第２の波長λ３に対する屈折率である。
【０１９７】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子１２０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．４７０であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．４５６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．４５４であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ１２＝１．０とし、幅Ｗ１２１＝０．１２とし、幅Ｗ１２２＝０．３９６とした場合に、第１の位相高さＨ１２１＝７２０ｎｍ、第２の位相高さＨ１２２＝１７２０ｎｍとしている。
【０１９８】
すなわち、第１の位相高さＨ１２１が、０．５０×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．４２×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ１２２が、１．１９×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．９９×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ１２１と第２の位相高さＨ１２２との差ΔＨ１２が、０．６９×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．５８×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ１２２が第１の位相高さＨ１２１よりも高い関係となっている。
【０１９９】
このような回折光学素子１２０の回折部１２０ａは、第２及び第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１２０の入射側の面に形成された回折部１２０ａの回折効率が図１２に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が９０．２％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６１．１％、１次回折効率が４．７％で、０次／１次が１３．０となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６０．３％、１次回折効率が５．１％で、０次／１次が１１．８となり、回折部１２０ａは、３ビーム分割を行う波長６５８ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０２００】
また、回折光学素子１２０の出射側の面に設けられた回折部２６０ａは、図２６に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部２６１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部２６１は、断面略階段状に形成され、基準面２６１ｃに対して第１の位相高さＨ２６１で、所定の幅Ｗ２６１を有する第１の位相格子部２６１ａと、この第１の位相格子部２６１ａの両側に階段状に形成され基準面２６１ｃに対して第２の位相高さＨ２６２で、所定の幅Ｗ２６２を有する第２の位相格子部２６１ｂとを有する。回折部２６０ａは、第１及び第２の位相格子部２６１ａ，２６１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図２６中Ｐ２６は、各格子部２６１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０２０１】
第１及び第２の位相格子部２６１ａ、２６１ｂは、第１の位相高さＨ２６１が、λ１／（Ｎ１−１）の０．００５倍以上０．４７倍以下であり、第２の位相高さＨ２６２が、λ１／（Ｎ１−１）の１．６８倍以上２．０７倍以下であり、第１の位相高さＨ２６１と第２の位相高さＨ２６２との差ΔＨ２６が、λ１／（Ｎ１−１）の１．５５倍以上１．９８倍以下であり、第２の位相高さＨ２６２が第１の位相高さＨ２６１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０２０２】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子１２０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率である。
【０２０３】
例えば、格子ピッチＰ２６＝１．０とし、幅Ｗ２６１＝０．５８８とし、幅Ｗ２６２＝０．０９６とした場合に、第１の位相高さＨ２６１＝１２０ｎｍ、第２の位相高さＨ２６２＝１７８０ｎｍとしている。
【０２０４】
すなわち、第１の位相高さＨ２６１が、０．１４×λ１／（Ｎ１−１）であり、第２の位相高さＨ２６２が、２．０６×λ１／（Ｎ１−１）であり、第１の位相高さＨ２６１と第２の位相高さＨ２６２との差ΔＨ２６が、１．９３×λ１／（Ｎ１−１）であり、第２の位相高さＨ２６２が第１の位相高さＨ２６１よりも高い関係となっている。
【０２０５】
このような回折光学素子１２０の回折部２６０ａは、第１の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第２及び第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１２０の出射側の面に形成された回折部２６０ａの回折効率が図２６に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が８７．６％、１次回折効率が４．８％で、０次／１次が１８．２となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７９．５％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９６．８％となり、回折部２６０ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長６５８ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０２０６】
このような回折部１２０ａ及び回折部２６０ａを有する回折光学素子１２０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子１２０の回折部１２０ａ及び回折部２６０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が７９．０％、１次回折効率が４．３％で、０次／１次が１８．２となり、６５８ｎｍの０次回折効率が４８．６％、１次回折効率が３．７％で、０次／１次が１３．０となり、７８３ｎｍの０次回折効率が５８．４％、１次回折効率が４．９％で、０次／１次が１１．８となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０２０７】
このように、回折光学素子１２０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０２０８】
この回折光学素子１２０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子４を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ｂのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（１）〜式（３）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０２０９】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。すなわち、光検出器についても、上述した回折光学素子４を用いた場合と共通で、光検出器１０Ｂを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０２１０】
「実施例１１」（一方の面で第２及び第３の波長を分割し、他方の面で第１の波長を分割する例２）
この回折光学素子１３０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部１３０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部２７０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【０２１１】
回折光学素子１３０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子１３０の回折部１３０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子１３０の回折部２７０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子１３０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０２１２】
具体的に、光源部３の第２及び第３の発光部から出射された第２及び第３の波長の光ビームは、回折光学素子１３０に入射すると、回折部１３０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部２７０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第１の発光部から出射された第１の波長の光ビームは、回折光学素子１３０に入射すると、回折部１３０ａを略透過され、回折部２７０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０２１３】
回折光学素子１３０の入射側の面に設けられた回折部１３０ａは、図１３に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部１３１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部１３１は、断面略階段状に形成され、基準面１３１ｃに対して第１の位相高さＨ１３１で、所定の幅Ｗ１３１を有する第１の位相格子部１３１ａと、この第１の位相格子部１３１ａの両側に階段状に形成され基準面１３１ｃに対して第２の位相高さＨ１３２で、所定の幅Ｗ１３２を有する第２の位相格子部１３１ｂとを有する。回折部１３０ａは、第１及び第２の位相格子部１３１ａ，１３１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図１３中Ｐ１３は、各格子部１３１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０２１４】
第１及び第２の位相格子部１３１ａ、１３１ｂは、第１の位相高さＨ１３１が、λ２／（Ｎ２−１）の０．７０倍以上０．７６倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．５８倍以上０．６４倍以下であり、第２の位相高さＨ１３２が、λ２／（Ｎ２−１）の１．１２倍以上１．２０倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．９３倍以上１．００倍以下であり、第１の位相高さＨ１３１と第２の位相高さＨ１３２との差ΔＨ１３が、λ２／（Ｎ２−１）の０．４０倍以上０．４５倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．３３倍以上０．３８倍以下であり、第２の位相高さＨ１３２が第１の位相高さＨ１３１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０２１５】
尚、上述の関係において、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ２は、回折光学素子１３０を構成する材料の第１の波長λ２に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子１３０を構成する材料の第２の波長λ３に対する屈折率である。
【０２１６】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子１３０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．５２５であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．５０６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．５０３であるプラスチック樹脂を用いた場合に、格子ピッチＰ１３＝１．０とし、幅Ｗ１３１＝０．１２とし、幅Ｗ１３２＝０．０８４とした場合に、第１の位相高さＨ１３１＝９２０ｎｍ、第２の位相高さＨ１３２＝１５００ｎｍとしている。
【０２１７】
すなわち、第１の位相高さＨ１３１が、０．７１×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．５９×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ１３２が、１．１５×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．９６×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ１３１と第２の位相高さＨ１３２との差ΔＨ１３が、０．４５×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．３７×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ１３２が第１の位相高さＨ１３１よりも高い関係となっている。
【０２１８】
このような回折光学素子１３０の回折部１３０ａは、第２及び第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１３０の入射側の面に形成された回折部１３０ａの回折効率が図１３に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が８３．５％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６０．２％、１次回折効率が４．２％で、０次／１次が１４．３となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６１．１％、１次回折効率が５．７％で、０次／１次が１０．８となり、回折部１３０ａは、３ビーム分割を行う波長６５８ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０２１９】
また、回折光学素子１３０の出射側の面に設けられた回折部２７０ａは、図２７に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部２７１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部２７１は、断面略階段状に形成され、基準面２７１ｃに対して第１の位相高さＨ２７１で、所定の幅Ｗ２７１を有する第１の位相格子部２７１ａと、この第１の位相格子部２７１ａの両側に階段状に形成され基準面２７１ｃに対して第２の位相高さＨ２７２で、所定の幅Ｗ２７２を有する第２の位相格子部２７１ｂとを有する。回折部２７０ａは、第１及び第２の位相格子部２７１ａ，２７１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図２７中Ｐ２７は、各格子部２７１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０２２０】
第１及び第２の位相格子部２７１ａ、２７１ｂは、第１の位相高さＨ２７１が、λ１／（Ｎ１−１）の０．００５倍以上１．９３倍以下であり、第２の位相高さＨ２７２が、λ１／（Ｎ１−１）の０．１１倍以上２．０７倍以下であり、第１の位相高さＨ２７１と第２の位相高さＨ２７２との差ΔＨ２７が、λ１／（Ｎ１−１）の０．０２倍以上０．４５倍以下であり、第２の位相高さＨ２７２が第１の位相高さＨ２７１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０２２１】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子１３０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率である。
【０２２２】
例えば、格子ピッチＰ２７＝１．０とし、幅Ｗ２７１＝０．１２４とし、幅Ｗ２７２＝０．０９２とした場合に、第１の位相高さＨ２７１＝１２６０ｎｍ、第２の位相高さＨ２７２＝１５８０ｎｍとしている。
【０２２３】
すなわち、第１の位相高さＨ２７１が、１．６３×λ１／（Ｎ１−１）であり、第２の位相高さＨ２７２が、２．０５×λ１／（Ｎ１−１）であり、第１の位相高さＨ２７１と第２の位相高さＨ２７２との差ΔＨ２７が、０．４１×λ１／（Ｎ１−１）であり、第２の位相高さＨ２７２が第１の位相高さＨ２７１よりも高い関係となっている。
【０２２４】
このような回折光学素子１３０の回折部２７０ａは、第１の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第２及び第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１３０の出射側の面に形成された回折部２７０ａの回折効率が図２７に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が６１．７％、１次回折効率が４．６％で、０次／１次が１３．５となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７５．２％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が８５．７％となり、回折部２７０ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長６５８ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０２２５】
このような回折部１３０ａ及び回折部２７０ａを有する回折光学素子１３０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子１３０の回折部１３０ａ及び回折部２７０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が５１．５％、１次回折効率が３．８％で、０次／１次が１３．５となり、６５８ｎｍの０次回折効率が４５．３％、１次回折効率が３．２％で、０次／１次が１４．３となり、７８３ｎｍの０次回折効率が５２．４％、１次回折効率が４．９％で、０次／１次が１０．８となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０２２６】
このように、回折光学素子１３０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０２２７】
この回折光学素子１３０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子４を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ｂのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（１）〜式（３）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０２２８】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。すなわち、光検出器についても、上述した回折光学素子４を用いた場合と共通で、すなわち、光検出器１０Ｂを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０２２９】
「実施例１２」（一方の面で第２及び第３の波長を分割し、他方の面で第１の波長を分割する例３）
この回折光学素子１４０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部１４０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部２８０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【０２３０】
回折光学素子１４０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子１４０の回折部１４０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子１４０の回折部２８０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子１４０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０２３１】
具体的に、光源部３の第２及び第３の発光部から出射された第２及び第３の波長の光ビームは、回折光学素子１４０に入射すると、回折部１４０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部２８０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第１の発光部から出射された第１の波長の光ビームは、回折光学素子１４０に入射すると、回折部１４０ａを略透過され、回折部２８０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０２３２】
回折光学素子１４０の入射側の面に設けられた回折部１４０ａは、図１４に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部１４１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部１４１は、断面略階段状に形成され、基準面１４１ｃに対して第１の位相高さＨ１４１で、所定の幅Ｗ１４１を有する第１の位相格子部１４１ａと、この第１の位相格子部１４１ａの両側に階段状に形成され基準面１４１ｃに対して第２の位相高さＨ１４２で、所定の幅Ｗ１４２を有する第２の位相格子部１４１ｂとを有する。回折部１４０ａは、第１及び第２の位相格子部１４１ａ，１４１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図１４中Ｐ１４は、各格子部１４１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０２３３】
第１及び第２の位相格子部１４１ａ、１４１ｂは、第１の位相高さＨ１４１が、λ２／（Ｎ２−１）の０．３９倍以上０．７５倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．３３倍以上０．６３倍以下であり、第２の位相高さＨ１４２が、λ２／（Ｎ２−１）の０．４２倍以上０．８１倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．３５倍以上０．６８倍以下であり、第１の位相高さＨ１４１と第２の位相高さＨ１４２との差ΔＨ１４が、λ２／（Ｎ２−１）の０．０１倍以上０．１６倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．０１倍以上０．１４倍以下であり、第２の位相高さＨ１４２が第１の位相高さＨ１４１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０２３４】
尚、上述の関係において、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ２は、回折光学素子１４０を構成する材料の第１の波長λ２に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子１４０を構成する材料の第２の波長λ３に対する屈折率である。
【０２３５】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子１４０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．４７０であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．４５６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．４５４であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ１４＝１．０とし、幅Ｗ１４１＝０．６０とし、幅Ｗ１４２＝０．１５６とした場合に、第１の位相高さＨ１４１＝１０２０ｎｍ、第２の位相高さＨ１４２＝１１００ｎｍとしている。
【０２３６】
すなわち、第１の位相高さＨ１４１が、０．７１×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．５９×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ１４２が、０．７６×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．６４×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ１４１と第２の位相高さＨ１４２との差ΔＨ１４が、０．０６×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．０５×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ１４２が第１の位相高さＨ１４１よりも高い関係となっている。
【０２３７】
このような回折光学素子１４０の回折部１４０ａは、第２及び第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１４０の入射側の面に形成された回折部１４０ａの回折効率が図１４に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が８１．２％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７９．３％、１次回折効率が４．０％で、０次／１次が１９．９となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６９．９％、１次回折効率が４．０％で、０次／１次が１７．３となり、回折部１４０ａは、３ビーム分割を行う波長６５８ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０２３８】
また、回折光学素子１４０の出射側の面に設けられた回折部２８０ａは、図２８に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部２８１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部２８１は、断面略階段状に形成され、基準面２８１ｃに対して第１の位相高さＨ２８１で、所定の幅Ｗ２８１を有する第１の位相格子部２８１ａと、この第１の位相格子部２８１ａの両側に階段状に形成され基準面２８１ｃに対して第２の位相高さＨ２８２で、所定の幅Ｗ２８２を有する第２の位相格子部２８１ｂとを有する。回折部２８０ａは、第１及び第２の位相格子部２８１ａ，２８１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図２８中Ｐ２８は、各格子部２８１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０２３９】
第１及び第２の位相格子部２８１ａ、２８１ｂは、第１の位相高さＨ２８１が、λ１／（Ｎ１−１）の０．１１倍以上２．０７倍以下であり、第２の位相高さＨ２８２が、λ１／（Ｎ１−１）の０．００５倍以上１．９３倍以下であり、第１の位相高さＨ２８１と第２の位相高さＨ２８２との差ΔＨ２８が、λ１／（Ｎ１−１）の０．０２倍以上０．５４倍以下であり、第１の位相高さＨ２８１が第２の位相高さＨ２８２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０２４０】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子１４０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率である。
【０２４１】
例えば、格子ピッチＰ２８＝１．０とし、幅Ｗ２８１＝０．２９６とし、幅Ｗ２８２＝０．３１２とした場合に、第１の位相高さＨ２８１＝１７８０ｎｍ、第２の位相高さＨ２８２＝１６４０ｎｍとしている。
【０２４２】
すなわち、第１の位相高さＨ２８１が、２．０６×λ１／（Ｎ１−１）であり、第２の位相高さＨ２８２が、１．９０×λ１／（Ｎ１−１）であり、第１の位相高さＨ２８１と第２の位相高さＨ２８２との差ΔＨ２８が、０．１６×λ１／（Ｎ１−１）であり、第１の位相高さＨ２８１が第２の位相高さＨ２８２よりも高い関係となっている。
【０２４３】
このような回折光学素子１４０の回折部２８０ａは、第１の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第２及び第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１４０の出射側の面に形成された回折部２８０ａの回折効率が図２８に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が８０．２％、１次回折効率が４．１％で、０次／１次が１９．６となり、６５８ｎｍの０次回折効率が８５．６％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９４．７％となり、回折部２８０ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長６５８ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０２４４】
このような回折部１４０ａ及び回折部２８０ａを有する回折光学素子１４０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子１４０の回折部１４０ａ及び回折部２８０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が６５．１％、１次回折効率が３．３％で、０次／１次が１９．６となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６７．９％、１次回折効率が３．４％で、０次／１次が１９．９となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６６．２％、１次回折効率が３．８％で、０次／１次が１７．３となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０２４５】
このように、回折光学素子１４０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０２４６】
この回折光学素子１４０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子４を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ｂのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（１）〜式（３）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０２４７】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。すなわち、光検出器についても、上述した回折光学素子４を用いた場合と共通で、光検出器１０Ｂを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０２４８】
「実施例１３」（一方の面で第２及び第３の波長を分割し、他方の面で第１の波長を分割する例４）
この回折光学素子１５０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部１５０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部３００ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【０２４９】
回折光学素子１５０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子１５０の回折部１５０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子１５０の回折部３００ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子１５０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０２５０】
具体的に、光源部３の第２及び第３の発光部から出射された第２及び第３の波長の光ビームは、回折光学素子１５０に入射すると、回折部１５０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部３００ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第１の発光部から出射された第１の波長の光ビームは、回折光学素子１５０に入射すると、回折部１５０ａを略透過され、回折部３００ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０２５１】
回折光学素子１５０の入射側の面に設けられた回折部１５０ａは、図１５に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部１５１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部１５１は、断面略階段状に形成され、基準面１５１ｃに対して第１の位相高さＨ１５１で、所定の幅Ｗ１５１を有する第１の位相格子部１５１ａと、この第１の位相格子部１５１ａの両側に階段状に形成され基準面１５１ｃに対して第２の位相高さＨ１５２で、所定の幅Ｗ１５２を有する第２の位相格子部１５１ｂとを有する。回折部１５０ａは、第１及び第２の位相格子部１５１ａ，１５１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図１５中Ｐ１５は、各格子部１５１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０２５２】
第１及び第２の位相格子部１５１ａ、１５１ｂは、第１の位相高さＨ１５１が、λ２／（Ｎ２−１）の０．４２倍以上０．６９倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．３５倍以上０．５８倍以下であり、第２の位相高さＨ１５２が、λ２／（Ｎ２−１）の０．３６倍以上０．６７倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．３０倍以上０．５６倍以下であり、第１の位相高さＨ１５１と第２の位相高さＨ１５２との差ΔＨ１５が、λ２／（Ｎ２−１）の０．０１倍以上０．１５倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．０１倍以上０．１２倍以下であり、第１の位相高さＨ１５１が第２の位相高さＨ１５２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０２５３】
尚、上述の関係において、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ２は、回折光学素子１５０を構成する材料の第１の波長λ２に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子１５０を構成する材料の第２の波長λ３に対する屈折率である。
【０２５４】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子１５０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．４７０であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．４５６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．４５４であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ１５＝１．０とし、幅Ｗ１５１＝０．１３２とし、幅Ｗ１５２＝０．３８４とした場合に、第１の位相高さＨ１５１＝８４０ｎｍ、第２の位相高さＨ１５２＝８００ｎｍとしている。
【０２５５】
すなわち、第１の位相高さＨ１５１が、０．５８×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．４９×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ１５２が、０．５５×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．４６×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ１５１と第２の位相高さＨ１５２との差ΔＨ１５が、０．０３×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．０２×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ１５１が第２の位相高さＨ１５２よりも高い関係となっている。
【０２５６】
このような回折光学素子１５０の回折部１５０ａは、第２及び第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１５０の入射側の面に形成された回折部１５０ａの回折効率が図１５に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が９７．５％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６４．９％、１次回折効率が３．６％で、０次／１次が１８．１となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６４．２％、１次回折効率が３．９％で、０次／１次が１６．５となり、回折部１５０ａは、３ビーム分割を行う波長６５８ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０２５７】
また、回折光学素子１５０の出射側の面に設けられた回折部３００ａは、図３０に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部３０１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部３０１は、断面略階段状に形成され、基準面３０１ｃに対して位相高さＨ３０１で、所定の幅Ｗ３０１を有する位相格子部３０１ａを有し、回折部３００ａは、１段の位相高さを有する回折格子部である。尚、図３０中Ｐ３０は、各格子部３０１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０２５８】
例えば、格子ピッチＰ３０＝１．０とし、幅Ｗ３０１＝０．８８８とした場合に、位相高さＨ３０１＝４２０ｎｍとしている。すなわち、位相高さＨ３０１が、０．４８７×λ１／（Ｎ１−１）となっている。
【０２５９】
このような回折光学素子１５０の回折部３００ａは、第１の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第２及び第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１５０の出射側の面に形成された回折部３００ａの回折効率が図３０に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が６０．３％、１次回折効率が４．８％で、０次／１次が１２．５となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７５．０％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が８０．９％となり、回折部３００ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長６５８ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０２６０】
このような回折部１５０ａ及び回折部３００ａを有する回折光学素子１５０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子１５０の回折部１５０ａ及び回折部３００ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が５８．８％、１次回折効率が４．７％で、０次／１次が１２．５となり、６５８ｎｍの０次回折効率が４８．７％、１次回折効率が２．７％で、０次／１次が１８．１となり、７８３ｎｍの０次回折効率が５１．９％、１次回折効率が３．２％で、０次／１次が１６．５となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０２６１】
このように、回折光学素子１５０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０２６２】
この回折光学素子１５０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子４を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ｂのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（１）〜式（３）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０２６３】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。すなわち、光検出器についても、上述した回折光学素子４を用いた場合と共通で、光検出器１０Ｂを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０２６４】
「実施例１４」（一方の面で第２及び第３の波長を分割し、他方の面で第１の波長を分割する例５）
この回折光学素子１６０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部１６０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部２９０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【０２６５】
回折光学素子１６０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子１６０の回折部１６０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子１６０の回折部２９０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子１６０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０２６６】
具体的に、光源部３の第２及び第３の発光部から出射された第２及び第３の波長の光ビームは、回折光学素子１６０に入射すると、回折部１６０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部２９０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第１の発光部から出射された第１の波長の光ビームは、回折光学素子１６０に入射すると、回折部１６０ａを略透過され、回折部２９０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０２６７】
回折光学素子１６０の入射側の面に設けられた回折部１６０ａは、図１６に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部１６１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部１６１は、断面略階段状に形成され、基準面１６１ｃに対して第１の位相高さＨ１６１で、所定の幅Ｗ１６１を有する第１の位相格子部１６１ａと、この第１の位相格子部１６１ａの両側に階段状に形成され基準面１６１ｃに対して第２の位相高さＨ１６２で、所定の幅Ｗ１６２を有する第２の位相格子部１６１ｂとを有する。回折部１６０ａは、第１及び第２の位相格子部１６１ａ，１６１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図１６中Ｐ１６は、各格子部１６１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０２６８】
第１及び第２の位相格子部１６１ａ、１６１ｂは、第１の位相高さＨ１６１が、λ２／（Ｎ２−１）の０．７０倍以上０．７１倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．５８倍以上０．５９倍以下であり、第２の位相高さＨ１６２が、λ２／（Ｎ２−１）の０．００５倍以上０．０２倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．００５倍以上０．０２倍以下であり、第１の位相高さＨ１６１と第２の位相高さＨ１６２との差ΔＨ１６が、λ２／（Ｎ２−１）の０．６８倍以上０．６９倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．５７倍以上０．５８倍以下であり、第１の位相高さＨ１６１が第２の位相高さＨ１６２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０２６９】
尚、上述の関係において、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ２は、回折光学素子１６０を構成する材料の第１の波長λ２に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子１６０を構成する材料の第２の波長λ３に対する屈折率である。
【０２７０】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子１６０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．６００であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．５８０であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．５７６であるガラスモールド用硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ１６＝１．０とし、幅Ｗ１６１＝０．１２とし、幅Ｗ１６２＝０．４とした場合に、第１の位相高さＨ１６１＝８００ｎｍ、第２の位相高さＨ１６２＝２０ｎｍとしている。
【０２７１】
すなわち、第１の位相高さＨ１６１が、０．７０×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．５９×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ１６２が、０．０２×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．０１５×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ１６１と第２の位相高さＨ１６２との差ΔＨ１６が、０．６９×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．５７×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ１６１が第２の位相高さＨ１６２よりも高い関係となっている。
【０２７２】
このような回折光学素子１６０の回折部１６０ａは、第２及び第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１６０の入射側の面に形成された回折部１６０ａの回折効率が図１６に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が９０．２％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７０．９％、１次回折効率が３．６％で、０次／１次が１９．７となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６０．０％、１次回折効率が５．１％で、０次／１次が１１．７となり、回折部１６０ａは、３ビーム分割を行う波長６５８ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０２７３】
また、回折光学素子１６０の出射側の面に設けられた回折部２９０ａは、図２９に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部２９１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部２９１は、断面略階段状に形成され、基準面２９１ｃに対して第１の位相高さＨ２９１で、所定の幅Ｗ２９１を有する第１の位相格子部２９１ａと、この第１の位相格子部２９１ａの両側に階段状に形成され基準面２９１ｃに対して第２の位相高さＨ２９２で、所定の幅Ｗ２９２を有する第２の位相格子部２９１ｂとを有する。回折部２９０ａは、第１及び第２の位相格子部２９１ａ，２９１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図２９中Ｐ２９は各格子部２９１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０２７４】
第１及び第２の位相格子部２９１ａ、２９１ｂは、第１の位相高さＨ２９１が、λ１／（Ｎ１−１）の１．３９倍以上２．０７倍以下であり、第２の位相高さＨ２９２が、λ１／（Ｎ１−１）の０．００５倍以上０．３８倍以下であり、第１の位相高さＨ２９１と第２の位相高さＨ２９２との差ΔＨ２９が、λ１／（Ｎ１−１）の１．３９倍以上１．９３倍以下であり、第１の位相高さＨ２９１が第２の位相高さＨ２９２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０２７５】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子１６０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率である。
【０２７６】
例えば、格子ピッチＰ２９＝１．０とし、幅Ｗ２９１＝０．１２とし、幅Ｗ２９２＝０．２６８とした場合に、第１の位相高さＨ２９１＝１３８０ｎｍ、第２の位相高さＨ２９２＝１２０ｎｍとしている。
【０２７７】
すなわち、第１の位相高さＨ２９１が、２．０４×λ１／（Ｎ１−１）であり、第２の位相高さＨ２９２が、０．１８×λ１／（Ｎ１−１）であり、第１の位相高さＨ２９１と第２の位相高さＨ２９２との差ΔＨ２９が、１．８７×λ１／（Ｎ１−１）であり、第１の位相高さＨ２９１が第２の位相高さＨ２９２よりも高い関係となっている。
【０２７８】
このような回折光学素子１６０の回折部２９０ａは、第１の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第２及び第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１６０の出射側の面に形成された回折部２９０ａの回折効率が図２９に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が７４．７％、１次回折効率が４．１％で、０次／１次が１８．２となり、６５８ｎｍの０次回折効率が８２．６％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９３．１％となり、回折部２９０ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長６５８ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０２７９】
このような回折部１６０ａ及び回折部２９０ａを有する回折光学素子１６０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子１６０の回折部１６０ａ及び回折部２９０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が６７．４％、１次回折効率が３．７％で、０次／１次が１８．２となり、６５８ｎｍの０次回折効率が５８．６％、１次回折効率が３．０％で、０次／１次が１９．７となり、７８３ｎｍの０次回折効率が５５．９％、１次回折効率が４．７％で、０次／１次が１１．７となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０２８０】
このように、回折光学素子１６０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０２８１】
この回折光学素子１６０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子４を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ｂのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（１）〜式（３）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０２８２】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。すなわち、光検出器についても、上述した回折光学素子４を用いた場合と共通で、光検出器１０Ｂを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０２８３】
「実施例１５」（一方の面で第２及び第３の波長を分割し、他方の面で第１の波長を分割する例６）
この回折光学素子１７０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部１７０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部２８０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。尚、出射側の面に設けられた回折部２８０ａは、上述した図２８に示す回折光学素子１４０の回折部２８０ａと同様のものである。
【０２８４】
回折光学素子１７０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子１７０の回折部１７０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子１７０の回折部２８０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子１７０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０２８５】
具体的に、光源部３の第２及び第３の発光部から出射された第２及び第３の波長の光ビームは、回折光学素子１７０に入射すると、回折部１７０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部２８０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第１の発光部から出射された第１の波長の光ビームは、回折光学素子１７０に入射すると、回折部１７０ａを略透過され、回折部２８０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０２８６】
回折光学素子１７０の入射側の面に設けられた回折部１７０ａは、図１７に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部１７１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部１７１は、断面略階段状に形成され、基準面１７１ｃに対して位相高さＨ１７１で、所定の幅Ｗ１７１を有する位相格子部１７１ａを有し、回折部１７０ａは、１段の位相高さを有する回折格子部である。尚、図１７中Ｐ１７は各格子部１７１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０２８７】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子１７０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．４７０であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．４５６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．４５４であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ１７＝１．０とし、幅Ｗ１７１＝０．９０４とした場合に、位相高さＨ１７１＝８００ｎｍとしている。すなわち、位相高さＨ１７１が、０．６１×λ２／（Ｎ２−１）、かつ０．５１×λ３／（Ｎ３−１）となっている。
【０２８８】
このような回折光学素子１７０の回折部１７０ａは、第２及び第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１７０の入射側の面に形成された回折部１７０ａの回折効率が図１７に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が９８．２％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６６．３％、１次回折効率が３．５％で、０次／１次が１９．１となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６５．７％、１次回折効率が３．５％で、０次／１次が１８．６となり、回折部１７０ａは、３ビーム分割を行う波長６５８ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０２８９】
また、回折光学素子１７０の出射側の面に設けられた回折部２８０ａは、上述した図２８に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部２８１が複数繰り返し形成されてなる。この格子部２８１の形状は、上述したとおりである。
【０２９０】
このような回折光学素子１７０の回折部２８０ａは、第１の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第２及び第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１７０の出射側の面に形成された回折部２８０ａの回折効率が図２８に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が８０．２％、１次回折効率が４．１％で、０次／１次が１９．６となり、６５８ｎｍの０次回折効率が８５．６％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９４．７％となり、回折部２８０ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長６５８ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０２９１】
このような回折部１７０ａ及び回折部２８０ａを有する回折光学素子１７０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子１７０の回折部１７０ａ及び回折部２８０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が７８．８％、１次回折効率が４．０％で、０次／１次が１９．６となり、６５８ｎｍの０次回折効率が５６．８％、１次回折効率が３．０％で、０次／１次が１９．１となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６２．２％、１次回折効率が３．３％で、０次／１次が１８．６となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０２９２】
このように、回折光学素子１７０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０２９３】
この回折光学素子１７０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子４を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ｂのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（１）〜式（３）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０２９４】
また、上述では、回折光学素子の一方の面に第２及び第３の波長の光ビームを回折する回折部１２０ａ，１３０ａ，１４０ａ，１５０ａ，１６０ａ，１７０ａを設け、他方の面に第１の波長の光ビームを回折する回折部２６０ａ，２７０ａ，２８０ａ，３００ａ，２９０ａを設けるように構成したが、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子をその一方の面に第１及び第３の波長の光ビームを回折する第１の回折部と、他方の面に第２の波長の光ビームを回折する第２の回折部とを有するように構成してもよく、例えば、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子及び光検出器以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。また、光検出器については、上述した回折光学素子８０を用いた場合と共通であり、すなわち、光検出器１０Ａを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０２９５】
「実施例１６」（一方の面で第１及び第３の波長を分割し、他方の面で第２の波長を分割する例１）
この回折光学素子１８０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部１８０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部３１０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【０２９６】
回折光学素子１８０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子１８０の回折部１８０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子１８０の回折部３１０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子１８０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０２９７】
具体的に、光源部３の第１及び第３の発光部から出射された第１及び第３の波長の光ビームは、回折光学素子１８０に入射すると、回折部１８０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部３１０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第２の発光部から出射された第２の波長の光ビームは、回折光学素子１８０に入射すると、回折部１８０ａを略透過され、回折部３１０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０２９８】
回折光学素子１８０の入射側の面に設けられた回折部１８０ａは、図１８に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部１８１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部１８１は、断面略階段状に形成され、基準面１８１ｃに対して第１の位相高さＨ１８１で、所定の幅Ｗ１８１を有する第１の位相格子部１８１ａと、この第１の位相格子部１８１ａの両側に階段状に形成され基準面１８１ｃに対して第２の位相高さＨ１８２で、所定の幅Ｗ１８２を有する第２の位相格子部１８１ｂとを有する。回折部１８０ａは、第１及び第２の位相格子部１８１ａ，１８１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図１８中Ｐ１８は、各格子部１８１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０２９９】
第１及び第２の位相格子部１８１ａ、１８１ｂは、第１の位相高さＨ１８１が、λ１／（Ｎ１−１）の０．４８倍以上０．６８倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．２４倍以上０．３４倍以下であり、第２の位相高さＨ１８２が、λ１／（Ｎ１−１）の１．７３倍以上２．０７倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．８５倍以上１．０３倍以下であり、第１の位相高さＨ１８１と第２の位相高さＨ１８２との差ΔＨ１８が、λ１／（Ｎ１−１）の１．２２倍以上１．４３倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．６１倍以上０．７１倍以下であり、第２の位相高さＨ１８２が第１の位相高さＨ１８１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０３００】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子１８０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子１８０を構成する材料の第２の波長λ３に対する屈折率である。
【０３０１】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子１８０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．４７０であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．４５６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．４５４であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ１８＝１．０とし、幅Ｗ１８１＝０．１２４とし、幅Ｗ１８２＝０．３９６とした場合に、第１の位相高さＨ１８１＝４８０ｎｍ、第２の位相高さＨ１８２＝１６８０ｎｍとしている。
【０３０２】
すなわち、第１の位相高さＨ１８１が、０．５６×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．２８×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ１８２が、１．９５×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．９７×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ１８１と第２の位相高さＨ１８２との差ΔＨ１８が、１．３９×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．６９×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ１８２が第１の位相高さＨ１８１よりも高い関係となっている。
【０３０３】
このような回折光学素子１８０の回折部１８０ａは、第１及び第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第２の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１８０の入射側の面に形成された回折部１８０ａの回折効率が図１８に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が６０．４％、１次回折効率が５．５％で、０次／１次が１１．０となり、６５８ｎｍの０次回折効率が８０．４％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が７１．１％、１次回折効率が３．６％で、０次／１次が１９．９となり、回折部１８０ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長６５８ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０３０４】
また、回折光学素子１８０の出射側の面に設けられた回折部３１０ａは、図３１に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部３１１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部３１１は、断面略階段状に形成され、基準面３１１ｃに対して第１の位相高さＨ３１１で、所定の幅Ｗ３１１を有する第１の位相格子部３１１ａと、この第１の位相格子部３１１ａの両側に階段状に形成され基準面３１１ｃに対して第２の位相高さＨ３１２で、所定の幅Ｗ３１２を有する第２の位相格子部３１１ｂとを有する。回折部３１０ａは、第１及び第２の位相格子部３１１ａ，３１１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図３１中Ｐ３１は、各格子部３１１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０３０５】
第１及び第２の位相格子部３１１ａ、３１１ｂは、第１の位相高さＨ３１１が、λ２／（Ｎ２−１）の０．００５倍以上０．１８倍以下であり、第２の位相高さＨ３１２が、λ２／（Ｎ２−１）の１．１２倍以上１．２４倍以下であり、第１の位相高さＨ３１１と第２の位相高さＨ３１２との差ΔＨ３１が、λ２／（Ｎ２−１）の０．９９倍以上１．２４倍以下であり、第２の位相高さＨ３１２が第１の位相高さＨ３１１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０３０６】
尚、上述の関係において、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、Ｎ２は、回折光学素子１８０を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率である。
【０３０７】
例えば、格子ピッチＰ３１＝１．０とし、幅Ｗ３１１＝０．１２とし、幅Ｗ３１２＝０．１０８とした場合に、第１の位相高さＨ３１１＝１００ｎｍ、第２の位相高さＨ３１２＝１６８０ｎｍとしている。
【０３０８】
すなわち、第１の位相高さＨ３１１が、０．０７×λ２／（Ｎ２−１）であり、第２の位相高さＨ３１２が、１．１６×λ２／（Ｎ２−１）であり、第１の位相高さＨ３１１と第２の位相高さＨ３１２との差ΔＨ３１が、１．０９×λ２／（Ｎ２−１）であり、第２の位相高さＨ３１２が第１の位相高さＨ３１１よりも高い関係となっている。
【０３０９】
このような回折光学素子１８０の回折部３１０ａは、第２の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１及び第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１８０の出射側の面に形成された回折部３１０ａの回折効率が図３１に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が９１．８％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が８３．５％、１次回折効率が４．３％で、０次／１次が１９．４となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９７．８％となり、回折部３１０ａは、３ビーム分割を行う波長６５８ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０３１０】
このような回折部１８０ａ及び回折部３１０ａを有する回折光学素子１８０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子１８０の回折部１８０ａ及び回折部３１０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が５５．４％、１次回折効率が５．０％で、０次／１次が１１．０となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６７．１％、１次回折効率が３．５％で、０次／１次が１９．４となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６９．５％、１次回折効率が３．５％で、０次／１次が１９．９となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０３１１】
このように、回折光学素子１８０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０３１２】
この回折光学素子１８０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子８０を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ａのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（４）及び式（５）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０３１３】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子及び光検出器以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。また、光検出器については、上述した回折光学素子８０を用いた場合と共通であり、すなわち、光検出器１０Ａを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０３１４】
「実施例１７」（一方の面で第１及び第３の波長を分割し、他方の面で第２の波長を分割する例２）
この回折光学素子１９０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部１９０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部３２０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【０３１５】
回折光学素子１９０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子１９０の回折部１９０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子１９０の回折部３２０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子１９０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０３１６】
具体的に、光源部３の第１及び第３の発光部から出射された第１及び第３の波長の光ビームは、回折光学素子１９０に入射すると、回折部１９０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部３２０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第２の発光部から出射された第２の波長の光ビームは、回折光学素子１９０に入射すると、回折部１９０ａを略透過され、回折部３２０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０３１７】
回折光学素子１９０の入射側の面に設けられた回折部１９０ａは、図１９に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部１９１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部１９１は、断面略階段状に形成され、基準面１９１ｃに対して第１の位相高さＨ１９１で、所定の幅Ｗ１９１を有する第１の位相格子部１９１ａと、この第１の位相格子部１９１ａの両側に階段状に形成され基準面１９１ｃに対して第２の位相高さＨ１９２で、所定の幅Ｗ１９２を有する第２の位相格子部１９１ｂとを有する。回折部１９０ａは、第１及び第２の位相格子部１９１ａ，１９１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図１９中Ｐ１９は各格子部１９１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０３１８】
第１及び第２の位相格子部１９１ａ、１９１ｂは、第１の位相高さＨ１９１が、λ１／（Ｎ１−１）の１．３４倍以上１．３８倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．６６倍以上０．６８倍以下であり、第２の位相高さＨ１９２が、λ１／（Ｎ１−１）の１．８９倍以上１．９２倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．９３倍以上０．９５倍以下であり、第１の位相高さＨ１９１と第２の位相高さＨ１９２との差ΔＨ１９が、λ１／（Ｎ１−１）の０．５４倍以上０．５５倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．２６倍以上０．２７倍以下であり、第２の位相高さＨ１９２が第１の位相高さＨ１９１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０３１９】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子１９０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子１９０を構成する材料の第２の波長λ３に対する屈折率である。
【０３２０】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子１９０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．５２５であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．５０６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．５０３であるプラスチック樹脂を用いた場合に、格子ピッチＰ１９＝１．０とし、幅Ｗ１９１＝０．１２とし、幅Ｗ１９２＝０．０８とした場合に、第１の位相高さＨ１９１＝１０４０ｎｍ、第２の位相高さＨ１９２＝１４６０ｎｍとしている。
【０３２１】
すなわち、第１の位相高さＨ１９１が、１．３５×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．６７×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ１９２が、１．８９×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．９４×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ１９１と第２の位相高さＨ１９２との差ΔＨ１９が、０．５４×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．２７×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ１９２が第１の位相高さＨ１９１よりも高い関係となっている。
【０３２２】
このような回折光学素子１９０の回折部１９０ａは、第１及び第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第２の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１９０の入射側の面に形成された回折部１９０ａの回折効率が図１９に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が６０．１％、１次回折効率が４．６％で、０次／１次が１３．２となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７６．０％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６８．２％、１次回折効率が５．７％で、０次／１次が１２．０となり、回折部１９０ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長６５８ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０３２３】
また、回折光学素子１９０の出射側の面に設けられた回折部３２０ａは、図３２に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部３２１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部３２１は、断面略階段状に形成され、基準面３２１ｃに対して第１の位相高さＨ３２１で、所定の幅Ｗ３２１を有する第１の位相格子部３２１ａと、この第１の位相格子部３２１ａの両側に階段状に形成され基準面３２１ｃに対して第２の位相高さＨ３２２で、所定の幅Ｗ３２２を有する第２の位相格子部３２１ｂとを有する。回折部３２０ａは、第１及び第２の位相格子部３２１ａ，３２１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図３２中Ｐ３２は、各格子部３２１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０３２４】
第１及び第２の位相格子部３２１ａ、３２１ｂは、第１の位相高さＨ３２１が、λ２／（Ｎ２−１）の１．０１倍以上１．２２倍以下であり、第２の位相高さＨ３２２が、λ２／（Ｎ２−１）の１．１２倍以上１．２４倍以下であり、第１の位相高さＨ３２１と第２の位相高さＨ３２２との差ΔＨ３２が、λ２／（Ｎ２−１）の０．０１倍以上０．１８倍以下であり、第２の位相高さＨ３２２が第１の位相高さＨ３２１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０３２５】
尚、上述の関係において、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、Ｎ２は、回折光学素子１９０を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率である。
【０３２６】
例えば、格子ピッチＰ３２＝１．０とし、幅Ｗ３２１＝０．１２とし、幅Ｗ３２２＝０．０８とした場合に、第１の位相高さＨ３２１＝１４４０ｎｍ、第２の位相高さＨ３２２＝１５４０ｎｍとしている。
【０３２７】
すなわち、第１の位相高さＨ３２１が、１．１１×λ２／（Ｎ２−１）であり、第２の位相高さＨ３２２が、１．１８×λ２／（Ｎ２−１）であり、第１の位相高さＨ３２１と第２の位相高さＨ３２２との差ΔＨ３２が、０．０８×λ２／（Ｎ２−１）であり、第２の位相高さＨ３２２が第１の位相高さＨ３２１よりも高い関係となっている。
【０３２８】
このような回折光学素子１９０の回折部３２０ａは、第２の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１及び第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子１９０の出射側の面に形成された回折部３２０ａの回折効率が図３２に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が９２．９％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が８１．９％、１次回折効率が４．７％で、０次／１次が１７．４となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９７．８％となり、回折部３２０ａは、３ビーム分割を行う波長６５８ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０３２９】
このような回折部１９０ａ及び回折部３２０ａを有する回折光学素子１９０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子１９０の回折部１９０ａ及び回折部３２０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が５５．８％、１次回折効率が４．３％で、０次／１次が１３．２となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６２．２％、１次回折効率が３．６％で、０次／１次が１７．４となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６６．７％、１次回折効率が５．６％で、０次／１次が１２．０となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０３３０】
このように、回折光学素子１９０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０３３１】
この回折光学素子１９０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子８０を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ａのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（４）及び式（５）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０３３２】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子及び光検出器以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。また、光検出器については、上述した回折光学素子８０を用いた場合と共通であり、すなわち、光検出器１０Ａを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０３３３】
「実施例１８」（一方の面で第１及び第３の波長を分割し、他方の面で第２の波長を分割する例３）
この回折光学素子２００は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部２００ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部３３０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【０３３４】
回折光学素子２００には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子２００の回折部２００ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子２００の回折部３３０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子２００は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０３３５】
具体的に、光源部３の第１及び第３の発光部から出射された第１及び第３の波長の光ビームは、回折光学素子２００に入射すると、回折部２００ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部３３０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第２の発光部から出射された第２の波長の光ビームは、回折光学素子２００に入射すると、回折部２００ａを略透過され、回折部３３０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０３３６】
回折光学素子２００の入射側の面に設けられた回折部２００ａは、図２０に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部２０１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部２０１は、断面略階段状に形成され、基準面２０１ｃに対して第１の位相高さＨ２０１で、所定の幅Ｗ２０１を有する第１の位相格子部２０１ａと、この第１の位相格子部２０１ａの両側に階段状に形成され基準面２０１ｃに対して第２の位相高さＨ２０２で、所定の幅Ｗ２０２を有する第２の位相格子部２０１ｂとを有する。回折部２００ａは、第１及び第２の位相格子部２０１ａ，２０１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図２０中Ｐ２０は、各格子部２０１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０３３７】
第１及び第２の位相格子部２０１ａ、２０１ｂは、第１の位相高さＨ２０１が、λ１／（Ｎ１−１）の１．１１倍以上１．４３倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．５５倍以上０．７１倍以下であり、第２の位相高さＨ２０２が、λ１／（Ｎ１−１）の１．２７倍以上１．５６倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．６３倍以上０．７７倍以下であり、第１の位相高さＨ２０１と第２の位相高さＨ２０２との差ΔＨ２０が、λ１／（Ｎ１−１）の０．０２倍以上０．２４倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．０１倍以上０．１２倍以下であり、第２の位相高さＨ２０２が第１の位相高さＨ２０１よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０３３８】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子２００を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子２００を構成する材料の第２の波長λ３に対する屈折率である。
【０３３９】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子２００の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．４７０であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．４５６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．４５４であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ２０＝１．０とし、幅Ｗ２０１＝０．４４とし、幅Ｗ２０２＝０．２２４とした場合に、第１の位相高さＨ２０１＝１２２０ｎｍ、第２の位相高さＨ２０２＝１２３０ｎｍとしている。
【０３４０】
すなわち、第１の位相高さＨ２０１が、１．４２×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．７１×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ２０２が、１．４３×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．７１×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ２０１と第２の位相高さＨ２０２との差ΔＨ２０が、０．０５×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．０２×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ２０２が第１の位相高さＨ２０１よりも高い関係となっている。
【０３４１】
このような回折光学素子２００の回折部２００ａは、第１及び第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第２の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子２００の入射側の面に形成された回折部２００ａの回折効率が図２０に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が６０．２％、１次回折効率が４．５％で、０次／１次が１３．３となり、６５８ｎｍの０次回折効率が９２．１％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が７５．８％、１次回折効率が３．８％で、０次／１次が１９．８となり、回折部２００ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長６５８ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０３４２】
また、回折光学素子２００の出射側の面に設けられた回折部３３０ａは、図３３に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部３３１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部３３１は、断面略階段状に形成され、基準面３３１ｃに対して第１の位相高さＨ３３１で、所定の幅Ｗ３３１を有する第１の位相格子部３３１ａと、この第１の位相格子部３３１ａの両側に階段状に形成され基準面３３１ｃに対して第２の位相高さＨ３３２で、所定の幅Ｗ３３２を有する第２の位相格子部３３１ｂとを有する。回折部３３０ａは、第１及び第２の位相格子部３３１ａ，３３１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図３３中Ｐ３３は、各格子部３３１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０３４３】
第１及び第２の位相格子部３３１ａ、３３１ｂは、第１の位相高さＨ３３１が、λ２／（Ｎ２−１）の０．４１倍以上１．２４倍以下であり、第２の位相高さＨ３３２が、λ２／（Ｎ２−１）の０．３６倍以上１．２２倍以下であり、第１の位相高さＨ３３１と第２の位相高さＨ３３２との差ΔＨ３３が、λ２／（Ｎ２−１）の０．０１倍以上０．１７倍以下であり、第１の位相高さＨ３３１が第２の位相高さＨ３３２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０３４４】
尚、上述の関係において、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、Ｎ２は、回折光学素子２００を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率である。
【０３４５】
例えば、格子ピッチＰ３３＝１．０とし、幅Ｗ３３１＝０．１２とし、幅Ｗ３３２＝０．１０４とした場合に、第１の位相高さＨ３３１＝１７２０ｎｍ、第２の位相高さＨ３３２＝１５８０ｎｍとしている。
【０３４６】
すなわち、第１の位相高さＨ３３１が、１．１９×λ２／（Ｎ２−１）であり、第２の位相高さＨ３３２が、１．０９×λ２／（Ｎ２−１）であり、第１の位相高さＨ３３１と第２の位相高さＨ３３２との差ΔＨ３３が、０．１０×λ２／（Ｎ２−１）であり、第１の位相高さＨ３３１が第２の位相高さＨ３３２よりも高い関係となっている。
【０３４７】
このような回折光学素子２００の回折部３３０ａは、第２の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１及び第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子２００の出射側の面に形成された回折部３３０ａの回折効率が図３３に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が８３．４％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が８３．７％、１次回折効率が５．０％で、０次／１次が１６．８となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９５．５％となり、回折部３３０ａは、３ビーム分割を行う波長６５８ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０３４８】
このような回折部２００ａ及び回折部３３０ａを有する回折光学素子２００は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子２００の回折部２００ａ及び回折部３３０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が５０．２％、１次回折効率が３．８％で、０次／１次が１３．３となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７７．１％、１次回折効率が４．６％で、０次／１次が１６．８となり、７８３ｎｍの０次回折効率が７２．４％、１次回折効率が３．６％で、０次／１次が１９．８となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０３４９】
このように、回折光学素子２００は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０３５０】
この回折光学素子２００を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子８０を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ａのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（４）及び式（５）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０３５１】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子及び光検出器以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。また、光検出器については、上述した回折光学素子８０を用いた場合と共通であり、すなわち、光検出器１０Ａを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０３５２】
「実施例１９」（一方の面で第１及び第３の波長を分割し、他方の面で第２の波長を分割する例４）
この回折光学素子２１０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部２１０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部３４０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。
【０３５３】
回折光学素子２１０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子２１０の回折部２１０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子２１０の回折部３４０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子２１０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０３５４】
具体的に、光源部３の第１及び第３の発光部から出射された第１及び第３の波長の光ビームは、回折光学素子２１０に入射すると、回折部２１０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部３４０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第２の発光部から出射された第２の波長の光ビームは、回折光学素子２１０に入射すると、回折部２１０ａを略透過され、回折部３４０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０３５５】
回折光学素子２１０の入射側の面に設けられた回折部２１０ａは、図２１に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部２１１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部２１１は、断面略階段状に形成され、基準面２１１ｃに対して第１の位相高さＨ２１１で、所定の幅Ｗ２１１を有する第１の位相格子部２１１ａと、この第１の位相格子部２１１ａの両側に階段状に形成され基準面２１１ｃに対して第２の位相高さＨ２１２で、所定の幅Ｗ２１２を有する第２の位相格子部２１１ｂとを有する。回折部２１０ａは、第１及び第２の位相格子部２１１ａ，２１１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図２１中Ｐ２１は、各格子部２１１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０３５６】
第１及び第２の位相格子部２１１ａ、２１１ｂは、第１の位相高さＨ２１１が、λ１／（Ｎ１−１）の１．２０倍以上１．４７倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．６０倍以上０．７３倍以下であり、第２の位相高さＨ２１２が、λ１／（Ｎ１−１）の１．０６倍以上１．４０倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．５３倍以上０．７０倍以下であり、第１の位相高さＨ２１１と第２の位相高さＨ２１２との差ΔＨ２１が、λ１／（Ｎ１−１）の０．０２倍以上０．１９倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．０１倍以上０．１０倍以下であり、第１の位相高さＨ２１１が第２の位相高さＨ２１２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０３５７】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子２１０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子２１０を構成する材料の第２の波長λ３に対する屈折率である。
【０３５８】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子２１０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．６００であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．５８０であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．５７６であるガラスモールド用硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ２１＝１．０とし、幅Ｗ２１１＝０．１６とし、幅Ｗ２１２＝０．３６とした場合に、第１の位相高さＨ２１１＝９６０ｎｍ、第２の位相高さＨ２１２＝８６０ｎｍとしている。
【０３５９】
すなわち、第１の位相高さＨ２１１が、１．４２×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．７１×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ２１２が、１．２７×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．６３×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ２１１と第２の位相高さＨ２１２との差ΔＨ２１が、０．１５×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．０７×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ２１１が第２の位相高さＨ２１２よりも高い関係となっている。
【０３６０】
このような回折光学素子２１０の回折部２１０ａは、第１及び第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第２の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子２１０の入射側の面に形成された回折部２１０ａの回折効率が図２１に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が６３．７％、１次回折効率が６．２％で、０次／１次が１０．２となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７８．５％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６３．８％、１次回折効率が３．３％で、０次／１次が１９．６となり、回折部２１０ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長６５８ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０３６１】
また、回折光学素子２１０の出射側の面に設けられた回折部３４０ａは、図３４に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部３４１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部３４１は、断面略階段状に形成され、基準面３４１ｃに対して第１の位相高さＨ３４１で、所定の幅Ｗ３４１を有する第１の位相格子部３４１ａと、この第１の位相格子部３４１ａの両側に階段状に形成され基準面３４１ｃに対して第２の位相高さＨ３４２で、所定の幅Ｗ３４２を有する第２の位相格子部３４１ｂとを有する。回折部３４０ａは、第１及び第２の位相格子部３４１ａ，３４１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図３４中Ｐ３４は、各格子部３４１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０３６２】
第１及び第２の位相格子部３４１ａ、３４１ｂは、第１の位相高さＨ３４１が、λ２／（Ｎ２−１）の１．１０倍以上１．２４倍以下であり、第２の位相高さＨ３４２が、λ２／（Ｎ２−１）の０．００５倍以上０．１７倍以下であり、第１の位相高さＨ３４１と第２の位相高さＨ３４２との差ΔＨ３４が、λ２／（Ｎ２−１）の１．０１倍以上１．２４倍以下であり、第１の位相高さＨ３４１が第２の位相高さＨ３４２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０３６３】
尚、上述の関係において、λ２は、第２の波長（ｎｍ）であり、Ｎ２は、回折光学素子２１０を構成する材料の第２の波長λ２に対する屈折率である。
【０３６４】
例えば、格子ピッチＰ３４＝１．０とし、幅Ｗ３４１＝０．２７２とし、幅Ｗ３４２＝０．０９６とした場合に、第１の位相高さＨ３４１＝１３６０ｎｍ、第２の位相高さＨ３４２＝６０ｎｍとしている。
【０３６５】
すなわち、第１の位相高さＨ３４１が、１．２０×λ２／（Ｎ２−１）であり、第２の位相高さＨ３４２が、０．０５×λ２／（Ｎ２−１）であり、第１の位相高さＨ３４１と第２の位相高さＨ３４２との差ΔＨ３４が、１．１４×λ２／（Ｎ２−１）であり、第１の位相高さＨ３４１が第２の位相高さＨ３４２よりも高い関係となっている。
【０３６６】
このような回折光学素子２１０の回折部３４０ａは、第２の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１及び第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子２１０の出射側の面に形成された回折部３４０ａの回折効率が図３４に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が９５．６％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７４．８％、１次回折効率が９．２％で、０次／１次が８．１となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９８．８％となり、回折部３４０ａは、３ビーム分割を行う波長６５８ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０３６７】
このような回折部２１０ａ及び回折部３４０ａを有する回折光学素子２１０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子２１０の回折部２１０ａ及び回折部３４０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が６０．９％、１次回折効率が５．９％で、０次／１次が１０．２となり、６５８ｎｍの０次回折効率が５８．７％、１次回折効率が７．２％で、０次／１次が８．１となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６３．０％、１次回折効率が３．３％で、０次／１次が１９．６となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０３６８】
このように、回折光学素子２１０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０３６９】
この回折光学素子２１０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子８０を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ａのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（４）及び式（５）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０３７０】
また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子及び光検出器以外の構成は、上述した光ピックアップ１と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。また、光検出器については、上述した回折光学素子８０を用いた場合と共通であり、すなわち、光検出器１０Ａを用いるものであり、その詳細を省略する。
【０３７１】
「実施例２０」（一方の面で第１及び第３の波長を分割し、他方の面で第２の波長を分割する例５）
この回折光学素子２２０は、光源部３とビームスプリッタ５との間に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部２２０ａが入射側の面である光源部３側に設けられ、光源部３より出射された第１乃至第３の波長の光ビームを選択的に３ビームに分割する回折部３３０ａが出射側の面であるビームスプリッタ５側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。尚、出射側の面に設けられた回折部３３０ａは、上述した図３３に示す回折光学素子２００の回折部３３０ａと同様のものである。
【０３７２】
回折光学素子２２０には、光源部３の第１乃至第３の発光部から出射された第１乃至第３の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射される。回折光学素子２２０の回折部２２０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを３ビームに回折し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを透過し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを３ビームに回折する。また、回折光学素子２２０の回折部３３０ａは、第１の光ディスク用の第１の波長の光ビームを透過し、第２の光ディスク用の第２の波長の光ビームを３ビームに回折し、第３の光ディスク用の第３の波長の光ビームを透過する。また、回折光学素子２２０は、第１乃至第３の波長の光ビームを、０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、０次光／１次光回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する。
【０３７３】
具体的に、光源部３の第１及び第３の発光部から出射された第１及び第３の波長の光ビームは、回折光学素子２２０に入射すると、回折部２２０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折され、回折部３３０ａを略透過されてビームスプリッタ５側へ出射される。また、光源部３の第２の発光部から出射された第２の波長の光ビームは、回折光学素子２２０に入射すると、回折部２２０ａを略透過され、回折部３３０ａにて０次光及び±１次光からなる３ビームに回折されてビームスプリッタ５側へ出射される。
【０３７４】
回折光学素子２２０の入射側の面に設けられた回折部２２０ａは、図２２に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部２２１が複数繰り返し形成されてなる。各格子部２２１は、断面略階段状に形成され、基準面２２１ｃに対して第１の位相高さＨ２２１で、所定の幅Ｗ２２１を有する第１の位相格子部２２１ａと、この第１の位相格子部２２１ａの両側に階段状に形成され基準面２２１ｃに対して第２の位相高さＨ２２２で、所定の幅Ｗ２２２を有する第２の位相格子部２２１ｂとを有する。回折部２２０ａは、第１及び第２の位相格子部２２１ａ，２２１ｂを備えることにより２段の位相高さを有する。尚、図２２中Ｐ２２は、各格子部２２１の格子ピッチ、すなわち１ピッチを示すものである。
【０３７５】
第１及び第２の位相格子部２２１ａ、２２１ｂは、第１の位相高さＨ２２１が、λ１／（Ｎ１−１）の１．２２倍以上１．５１倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．６１倍以上０．７６倍以下であり、第２の位相高さＨ２２２が、λ１／（Ｎ１−１）の０．００５倍以上０．２４倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．００５倍以上０．１２倍以下であり、第１の位相高さＨ２２１と第２の位相高さＨ２２２との差ΔＨ２２が、λ１／（Ｎ１−１）の１．１３倍以上１．４０倍以下、かつλ３／（Ｎ３−１）の０．５６倍以上０．７０倍以下であり、第１の位相高さＨ２２１が第２の位相高さＨ２２２よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。
【０３７６】
尚、上述の関係において、λ１は、第１の波長（ｎｍ）であり、λ３は、第３の波長（ｎｍ）であり、Ｎ１は、回折光学素子２２０を構成する材料の第１の波長λ１に対する屈折率であり、Ｎ３は、回折光学素子２２０を構成する材料の第２の波長λ３に対する屈折率である。
【０３７７】
例えば、第１の波長λ１を４０５ｎｍとし、第２の波長λ２を６５８ｎｍとし、第３の波長λ３を７８３ｎｍとし、回折光学素子２２０の材料として、４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ１が１．４７０であり、６５８ｎｍに対する屈折率Ｎ２が１．４５６であり、７８３ｎｍに対する屈折率Ｎ３が１．４５４であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチＰ２２＝１．０とし、幅Ｗ２２１＝０．１２とし、幅Ｗ２２２＝０．１９６とした場合に、第１の位相高さＨ２２１＝１０８０ｎｍ、第２の位相高さＨ２２２＝６０ｎｍとしている。
【０３７８】
すなわち、第１の位相高さＨ２２１が、１．２５×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．６２×λ３／（Ｎ３−１）であり、第２の位相高さＨ２２２が、０．０７×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．０４×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ２２１と第２の位相高さＨ２２２との差ΔＨ２２が、１．１８×λ１／（Ｎ１−１）、かつ０．５９×λ３／（Ｎ３−１）であり、第１の位相高さＨ２２１が第２の位相高さＨ２２２よりも高い関係となっている。
【０３７９】
このような回折光学素子２２０の回折部２２０ａは、第１及び第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第２の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子２２０の入射側の面に形成された回折部２２０ａの回折効率が図２２に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が７９．０％、１次回折効率が６．０％で、０次／１次が１３．２となり、６５８ｎｍの０次回折効率が７５．０％となり、７８３ｎｍの０次回折効率が６１．８％、１次回折効率が４．３％で、０次／１次が１４．２となり、回折部２２０ａは、３ビーム分割を行う波長４０５ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長６５８ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０３８０】
また、回折光学素子２２０の出射側の面に設けられた回折部３３０ａは、上述した図３３に示すような微細な格子パターンを１ピッチとした格子部３３１が複数繰り返し形成されてなる。この格子部３３１の形状は、上述したとおりである。
【０３８１】
このような回折光学素子２２０の回折部３３０ａは、第２の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折し、第１及び第３の波長の光ビームを略透過する。すなわち、回折光学素子２２０の出射側の面に形成された回折部３３０ａの回折効率が図３３に示すように、４０５ｎｍの０次回折効率が８３．４％となり、６５８ｎｍの０次回折効率が８３．７％、１次回折効率が５．０％で、０次／１次が１６．８となり、７８３ｎｍの０次回折効率が９５．５％となり、回折部３３０ａは、３ビーム分割を行う波長６５８ｎｍの光ビームに対して高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、３ビーム分割を行わない波長４０５ｎｍ，７８３ｎｍの光ビームに対して適正な透過率で透過して高い０次光の回折効率を有する。
【０３８２】
このような回折部２２０ａ及び回折部３３０ａを有する回折光学素子２２０は、第１乃至第３の波長の光ビームを適切な０次光／１次光回折光強度比でメインビーム及び２つのサブビームに回折する。すなわち、３波長それぞれの光ビームは、回折光学素子２２０の回折部２２０ａ及び回折部３３０ａを通過することにより、４０５ｎｍの０次回折効率が６５．９％、１次回折効率が５．０％で、０次／１次が１３．２となり、６５８ｎｍの０次回折効率が６２．８％、１次回折効率が３．８％で、０次／１次が１６．８となり、７８３ｎｍの０次回折効率が５９．０％、１次回折効率が４．１％で、０次／１次が１４．２となり、それぞれの波長の、信号検出に必要な０次光、およびトラッキングエラー信号検出に必要な１次光において、十分な強度が同時に得られる。
【０３８３】
このように、回折光学素子２２０は、トラッキングエラー検出のために３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して、高い０次光の回折効率を有すると同時に０次光と±１次光との光強度比を適正な範囲にすることができる。
【０３８４】
この回折光学素子２２０を用いたトラッキングエラー信号検出は、上述した回折光学素子８０を用いた場合と同様に、第１乃至第３の波長を用いた場合において、差動プッシュプル（ＤＰＰ）方式により行われ、すなわち、光検出器１０Ａのフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光して上述した式（４）及び式（５）によりトラッキングエラー信号を検出する。
【０３８５】
以上のような回折光学素子９０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０，１９０，２００，２１０，２２０を備えた光ピックアップによっても、異なる３波長の光ビームを用いて複数種類の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行う際に、この回折光学素子により、トラッキングエラー検出のための３ビーム分割を行う第１乃至第３の波長の光ビームに対して適正な回折効率で３ビームを発生させることができ、各発光部から出射される光ビームのレーザ利用効率を高めて、複数種類の光ディスクに対して精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる。
尚、上述した回折光学素子８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０，１９０，２００，２１０，２２０の入射側の面及び出射側の面に設けられた回折部を、適宜組み合わせることで、第１乃至第３の波長の光ビームを１次光に対する０次光の回折光強度比が８〜２０となるように３ビームに分割する回折光学素子を構成し、これを備える光ピックアップを構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０３８６】
本発明が適用された光ピックアップでは、３波長半導体レーザ素子により出射されるレーザ光の波長は、各種光ディスク８に応じて変更可能であり、上述した波長４０５ｎｍ、波長６６０ｎｍ及び波長７８５ｎｍのレーザに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０３８７】
【図１】本発明が適用された光ピックアップの光学系を示す光路図である。
【図２】本発明が適用された光ピックアップを構成するフォトディテクタの例を示す図であり、（ａ）は、第２及び第３の波長の光ビームを異なる回折部で回折する場合に用いられるフォトディテクタの例を示す平面図であり、（ｂ）は、第２及び第３の波長の光ビームを同じ回折部で回折する場合に用いられるフォトディテクタの例を示す平面図である。
【図３】実施例１の回折光学素子の回折部を示す側面図である。
【図４】実施例２の回折光学素子の回折部を示す側面図である。
【図５】実施例３の回折光学素子の回折部を示す側面図である。
【図６】実施例４の回折光学素子の回折部を示す側面図である。
【図７】実施例５の回折光学素子の回折部を示す側面図である。
【図８】実施例６の回折光学素子の入射側に設けられ、第１及び第２の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図９】実施例７の回折光学素子の入射側に設けられ、第１及び第２の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図１０】実施例８の回折光学素子の入射側に設けられ、第１及び第２の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図１１】実施例９の回折光学素子の入射側に設けられ、第１及び第２の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図１２】実施例１０の回折光学素子の入射側に設けられ、第２及び第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図１３】実施例１１の回折光学素子の入射側に設けられ、第２及び第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図１４】実施例１２の回折光学素子の入射側に設けられ、第２及び第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図１５】実施例１３の回折光学素子の入射側に設けられ、第２及び第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図１６】実施例１４の回折光学素子の入射側に設けられ、第２及び第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図１７】実施例１５の回折光学素子の入射側に設けられ、第２及び第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図１８】実施例１６の回折光学素子の入射側に設けられ、第１及び第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図１９】実施例１７の回折光学素子の入射側に設けられ、第１及び第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図２０】実施例１８の回折光学素子の入射側に設けられ、第１及び第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図２１】実施例１９の回折光学素子の入射側に設けられ、第１及び第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図２２】実施例２０の回折光学素子の入射側に設けられ、第１及び第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図２３】実施例６及び実施例８の回折光学素子の出射側に設けられ、第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図２４】実施例７の回折光学素子の出射側に設けられ、第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図２５】実施例９の回折光学素子の出射側に設けられ、第３の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図２６】実施例１０の回折光学素子の出射側に設けられ、第１の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図２７】実施例１１の回折光学素子の出射側に設けられ、第１の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図２８】実施例１２及び実施例１５の回折光学素子の出射側に設けられ、第１の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図２９】実施例１４の回折光学素子の出射側に設けられ、第１の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図３０】実施例１３の回折光学素子の出射側に設けられ、第１の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図３１】実施例１６の回折光学素子の出射側に設けられ、第２の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図３２】実施例１７の回折光学素子の出射側に設けられ、第２の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図３３】実施例１８及び実施例２０の回折光学素子の出射側に設けられ、第２の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【図３４】実施例１９の回折光学素子の出射側に設けられ、第２の波長の光ビームを回折する回折部を示す側面図である。
【符号の説明】
【０３８８】
１  光ピックアップ、  ３  光源部、  ４  回折光学素子、  ４ａ  回折部、  ５  ビームスプリッタ、  ６  コリメータレンズ、  ７  対物レンズ、  ８  光ディスク、  ９  板状光学素子、  １０Ａ  光検出器、  １０Ｂ  光検出器、  １４  第１の受光面、  １５  第２の受光面、  １６  第３の受光面  １７  第４の受光面、  １８  第５の受光面、  １９  第６の受光面、  ２４  第１の受光面、  ２５  第２の受光面、  ２６  第３の受光面  ２７  第４の受光面、  ２８  第５の受光面、  ２９  第６の受光面、  ３１  格子部、  ３１ａ  第１の位相格子部、  ３１ｂ  第２の位相格子部、  ３１ｃ  基準面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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